インデューサーとは? わかりやすく解説

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インデューサー

出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』 (2021/05/15 07:06 UTC 版)

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分子生物学において、インデューサー: inducer)は遺伝子発現を調節する分子の1つである[1]。インデューサーの機能は2通りある。

  • リプレッサーへの結合: インデューサーのリプレッサーへの結合によって、リプレッサーのオペレーターへの結合が防がれ、RNAポリメラーゼオペロン遺伝子転写を開始することができる。
  • アクチベーター英語版への結合: アクチベーターは一般的に、インデューサーが存在しない限りDNAに強く結合しない。インデューサーがアクチベーターに結合することで、複合体は活性化配列に結合し、標的遺伝子を活性化する[2]。インデューサーの除去によって転写は停止する[2]

標的遺伝子の発現の増大に低分子のインデューサーが必要となる場合、そうした発現の増大は誘導(インダクション、induction)と呼ばれる[2]ラクトースオペロンlacオペロン)は誘導性オペロンの一例である[2]

機能

リプレッサータンパク質はDNA鎖に結合し、RNAポリメラーゼのDNAへの結合とmRNAの合成を防ぐ。インデューサーはリプレッサーに結合し、形状の変化を引き起こしてDNAへの結合を防ぐ。その結果、RNAポリメラーゼは転写が可能になり、遺伝子発現が行われる。

遺伝子が発現するためには、DNA配列はmRNAと呼ばれる、より小さな可動性の分子へとコピーされなければならない(この過程は転写と呼ばれる)。mRNAは、タンパク質を作るための命令をタンパク質の製造(この過程は翻訳と呼ばれる)が行われる場まで運ぶ。さまざまな種類のタンパク質が、転写を促進したり阻害したりすることで、遺伝子発現のレベルに影響を与える。原核生物細菌など)では、こうしたタンパク質は遺伝子の開始部分に位置するオペレーターと呼ばれるDNA部分に作用することが多い。プロモーターは、遺伝子配列をコピーしてmRNAを合成する酵素であるRNAポリメラーゼがDNA鎖に結合する部分である。

一部の遺伝子は、リプレッサーとは反対の作用を持つアクチベーターによって調節される。インデューサーは、アクチベータータンパク質に結合し、アクチベーターをRNAの転写を促進するオペレーターDNAへ結合させることで作用する場合もある。

アクチベータータンパク質に結合して不活性化させるリガンドは、転写を阻害する効果があるためインデューサーには分類されない。

lacオペロン

lacオペロンのインデューサーはアロラクトースである[2]。培地にラクトースが存在する場合、ラクトースの一部は細胞内に存在する数分子のβ-ガラクトシダーゼによってアロラクトースに変換される[3]。アロラクトースはリプレッサーに結合し、リプレッサーのオペレーター部位に対する親和性を低下させる[3]

しかしながら、ラクトースとグルコースがどちらも存在する場合、lacオペロンは抑制される。これはグルコースがlacZYAの誘導を活発に阻害するためである[2]

araオペロン

araオペロンでは、アラビノースがインデューサーである。

出典

  1. ^ Baraniak, P. R.; Nelson, D. M.; Leeson, C. E.; Katakam, A. K.; Friz, J. L.; Cress, D. E.; Hong, Y; Guan, J et al. (2011). “Spatial control of gene expression within a scaffold by localized inducer release”. Biomaterials 32 (11): 3062–71. doi:10.1016/j.biomaterials.2010.12.037. PMC: 3178343. PMID 21269687. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3178343/. 
  2. ^ a b c d e f Slonczewski, Joan, and John Watkins. Foster. Microbiology: An Evolving Science. New York: W.W. Norton &, 2009. Print.[要ページ番号]
  3. ^ a b Biology Part 2. Berkeley, CA: Berkeley Review, 1995. Print.[要ページ番号]



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