タンパク質合成の図ジェネレーター
必要な図を説明すると、ラベル付きのタンパク質合成の図ができます。核内での転写、mRNAの加工、リボソームでの翻訳（tRNA、コドン、アンチコドン）まで、順序どおりに描きます。下からラベル付き版と空欄版も無料で閲覧できます。
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ラベル付きのタンパク質合成の図（解答）
転写と翻訳を順に並べ、分子と場所に名前を付けた図。解答として印刷するか、復習プリントとして配れます。
空欄のタンパク質合成の図（穴埋め用）
同じ図のラベルをすべて空欄の解答線に置き換えたものです。プリント、小テスト、定期試験の問題にそのまま使えます。
タンパク質合成の図とは？
タンパク質合成の図は、細胞が遺伝子からタンパク質をつくる2つの段階を示す図です。RNAポリメラーゼがDNAをmRNAに写す転写と、リボソームがコドンを読みtRNAが対応するアミノ酸を運ぶ翻訳です。真核生物では、その間にmRNAが加工されます。
要点
- 遺伝情報はDNAからRNA、RNAからタンパク質へ流れます。これがセントラルドグマです。転写で遺伝子のmRNAのコピーがつくられ、リボソームでの翻訳でその情報がアミノ酸の鎖に変わります。
- 遺伝暗号は3塩基ずつ読まれます。mRNAの3塩基からなるコドンが1つのアミノ酸を指定します。64通りのコドンのうち61がアミノ酸を指定し、3つが終止コドンです。AUGはメチオニンを指定するとともに翻訳の開始点になります。
- 真核生物のmRNAは核を出る前に加工されます。mRNA前駆体の5′末端にキャップ構造、3′末端に約200個のアデニンからなるポリA尾部が付き、スプライシングでイントロンが除かれてエキソンだけが残ります。
- tRNAは仲立ちをする分子です。各tRNAは1種類のアミノ酸を運び、mRNAのコドンと相補的に結合するアンチコドンをもちます。細胞質には生物の種類によって40〜60種類のtRNAがあります。
- リボソームにはtRNAの結合部位が3つあります。新しいtRNAがA部位に入り、伸びていく鎖をもつtRNAがP部位にあり、空になったtRNAがE部位から出ていきます。ペプチド結合は、大サブユニットにあるRNAの酵素ペプチジルトランスフェラーゼがつくります。
タンパク質合成の図の作り方
図を説明する
用途とどこまで詳しく描くかを伝えます。真核細胞での全過程、かんたんな全体図、転写と翻訳を並べた図など。一文で十分です。
スタイルを選ぶ
デフォルトはフラットで清潔な教科書スタイル。白背景に、まっすぐな引き出し線付きのラベル。水彩、線画、3D などの仕上げも選べます。
調整して書き出す
生成結果はワークスペースに開き、部分的な描き直し、キャンバス上でのラベル編集、アップスケール、高解像度での書き出しができます。
タンパク質合成の各段階と起こること
ラベル付きのタンパク質合成の図に通常描かれる段階と、それぞれで起こること、細胞内の場所をまとめました。短いセットを指定しない限り、これがデフォルトのラベルです。
| 段階 | 起こること | 場所 |
|---|---|---|
| 転写（開始） | RNAポリメラーゼがプロモーターに結合し、DNAがほどける | 核（細菌では細胞質） |
| 転写（伸長） | RNAポリメラーゼが鋳型鎖を読み、mRNA前駆体を5′→3′方向に合成する | 核 |
| 転写（終結） | 転写産物が離れ、DNAが再び巻き戻る | 核 |
| キャップ構造の付加 | mRNA前駆体の先頭に修飾されたグアニンが付き、分解から守りリボソームの結合を助ける | 核 |
| ポリA尾部の付加 | 3′末端に約200個のアデニンが付く | 核 |
| スプライシング | イントロンが切り取られ、エキソンがつながって成熟mRNAになる | 核 |
| mRNAの移動 | 成熟mRNAが核膜孔から核の外へ出る | 核膜 |
| 翻訳（開始） | リボソームの小サブユニットがmRNAに結合し、開始tRNAが開始コドンAUGと対合して大サブユニットが加わる | 細胞質の遊離リボソームまたは粗面小胞体 |
| 翻訳（伸長） | tRNAがA部位に入り、ペプチド結合でアミノ酸がつながり、リボソームが1コドンずつ進む | リボソーム |
| 翻訳（終結） | 終止コドンがA部位に来ると終結因子が結合し、ポリペプチドが離れる | リボソーム |
どこまで描くかは学習段階で変わります。入門では転写と翻訳の2段階とDNA、mRNA、リボソーム、tRNAで足りることが多く、高校の生物や大学ではmRNAの加工、A・P・E部位、開始コドンと終止コドン、各段階の3つの過程まで加わります。必要なラベルを指定すれば、それだけが描かれます。
転写と翻訳の違い
転写は遺伝子のDNAをmRNAに写し取る過程で、翻訳はそのmRNAを読んでタンパク質をつくる過程です。真核生物では転写は核、翻訳は細胞質で起こります。核をもたない細菌では、どちらも細胞質で起こります。
| 転写 | 翻訳 | |
|---|---|---|
| 鋳型 | DNA（鋳型鎖） | mRNA |
| 産物 | RNA（真核生物ではmRNA前駆体） | ポリペプチド鎖 |
| 真核生物での場所 | 核 | 細胞質のリボソーム |
| 主なはたらき手 | RNAポリメラーゼ（mRNAはRNAポリメラーゼII） | リボソームとtRNA |
| 材料 | RNAのヌクレオチド（A、U、G、C） | アミノ酸 |
| 開始の目印 | プロモーター（TATAボックスなど） | 開始コドンAUG |
| 終わりの目印 | 終結配列 | 終止コドン（UAA、UAG、UGA） |
| 塩基の対合 | RNAのヌクレオチドがDNAの鋳型鎖と対合する（TのかわりにU） | tRNAのアンチコドンがmRNAのコドンと対合する |
転写は核の中、翻訳は核の外に描き、その間でmRNAが核膜を通り抜けるようにします。少なくとも1つのコドンを、対応するtRNAのアンチコドンと対にして描きます。核の中でリボソームが翻訳している図や、mRNAにTが入っている図は、まず疑うべきまちがいです。
タンパク質合成の図はどこで使われる？
タンパク質合成の図は、主に生物の授業で使われます。穴埋めプリント、遺伝の授業、試験対策のほか、分子生物学、医学、バイオテクノロジーの模式図にも使われます。違いは詳しさです。入門ではDNA、mRNA、リボソーム、大学ではmRNAの加工とA・P・E部位まで描きます。
高校の生物
生物基礎から生物、大学入試対策までのプリントや復習用資料。遺伝情報の発現の単元で、全過程を順に並べた図と同じ図の空欄版をセットで使います。
遺伝の授業
遺伝暗号と突然変異を結びつける図。1つの塩基の置換がコドンをどう変えるか、1〜2塩基の挿入が読み枠をどうずらすかを示します。
試験対策
転写と翻訳を並べた1枚のまとめ。入試では「Xの分子名を答えよ」「このコドンに対応するアンチコドンを答えよ」「各段階が起こる場所を答えよ」といった形で問われます。
医学とバイオテクノロジー
細菌のリボソームに作用する抗生物質（テトラサイクリンはA部位をふさぎ、クロラムフェニコールはペプチド結合の形成を妨げる）や、改変した遺伝子からタンパク質をつくる技術の図。
タンパク質合成の図についてよくある質問
ラベル付きのタンパク質合成の図には何を描けばいいですか？
標準のセットは、鋳型鎖をもつDNA、核内のRNAポリメラーゼとmRNA、核膜孔、そしてリボソームの小サブユニットと大サブユニット、アンチコドンとアミノ酸をもつtRNA、開始コドンから続くmRNAのコドン、伸びていくポリペプチド鎖です。これがデフォルトです。ラベルを減らすよう指定すれば、その分だけ描かれます。
生徒が書き込む空欄のタンパク質合成の図は手に入りますか？
入ります。このページの空欄版を無料で閲覧するか、空欄版を指定すれば、すべてのラベルが空欄の解答線に置き換わります。ラベル付き版がそのまま解答になるので、2枚一組で印刷できます。
タンパク質合成の段階を順に教えてください。
転写、RNAの加工、翻訳です。RNAポリメラーゼが遺伝子をmRNA前駆体に写し、真核生物ではキャップ構造とポリA尾部が付いてスプライシングを受けます。mRNAが核を出ると、リボソームが翻訳します。AUGで開始し、1コドンずつ伸長し、終止コドンで終結します。
コドンとアンチコドンの違いは何ですか？
コドンはmRNA上の3塩基の並び、アンチコドンはそれに対応するtRNA上の3塩基の並びです。両者は相補的な塩基対で結合します。コドンAUGは、アンチコドンUACをもちメチオニンを運ぶtRNAが読み取ります。
mRNA、tRNA、rRNAのはたらきは何ですか？
mRNAは遺伝子の情報を核からリボソームへ運び、tRNAはアミノ酸を運んでコドンと対応させ、rRNAはリボソームの中心をつくってペプチド結合の形成を触媒します。3つとも転写でつくられます。
タンパク質合成は細胞のどこで起こりますか？
転写は核、翻訳は細胞質の遊離リボソームや粗面小胞体上のリボソームで起こります。核をもたない細菌では、どちらも細胞質で起こります。ミトコンドリアと葉緑体も独自のリボソームをもっています。
コドンは全部でいくつありますか？
64通りで、61がアミノ酸を指定し、3つが終止コドンです。ほとんどのアミノ酸には複数のコドンがあり、これを遺伝暗号の縮重といいます。AUGは開始コドンで、メチオニンも指定します。
突然変異はタンパク質合成にどう影響しますか？
塩基が置き換わるとコドンが変わり、別のアミノ酸、同じアミノ酸、または終止を指定することがあります。1〜2塩基の挿入や欠失は読み枠をずらし、それ以降のコドンをすべて変えてしまいます。クリックとブレナーはこの効果を使って、暗号が3塩基ずつ読まれることを示しました。
中学生向けのかんたんなタンパク質合成の図もつくれますか？
つくれます。かんたんな全体図を指定すると、要点だけの図になります。核内のDNA、そのコピーのmRNA、リボソーム、つながってタンパク質になるアミノ酸です。入門ならラベルは5つ以下で足ります。
一般的な画像生成AIと何が違いますか？
題材についての指示が組み込まれています。どの画像も教科書どおりの順序（各段階を本来の順に並べ、矢印で次の段階へつなぐ）に従い、各ラベルを正確な表記で描くよう指示されます。印刷前に教科書や授業の用語と照らし合わせてください。キャンバス上でどのラベルもその場で直せます。
生成した図は授業や論文に使えますか？
使えます。生成した図はあなたのものです。プリント、発表資料、配布資料、学位論文、投稿論文で使えます。モデルにもよりますが、最大 4K の高解像度ラスターで書き出せます。
生成後にラベルを変更できますか？
できます。結果はキャンバスのワークスペースで開き、図のラベルが認識されています。文字の修正や翻訳、引き出し線の移動、一部の描き直し、色の変更が、図全体を作り直さずに行えます。
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