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遺伝子の機能について
DNAや遺伝子について調べていて分からなくなってしまったので質問します。 DNAやその塩基配列についてゲノム解析などで詳しいことが分かってきている、といろんなところで書いてあるのですが、遺伝子は具体的にどんな機能を持っているのですか？ ゲノム解析が終わっても遺伝子の同定は出来てないところが多い、というようなことを読んだのですが、その同定できている情報が知りたいです。 素人なので出来るだけ簡単にお願いします。
- shinokikikyou
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- 生物学
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遺伝子をあまりにもおおげさに考えると逆にわからなくなるかもしれませんね。 ところで、パソコンの情報が０と１からなることをご存知ですよね。遺伝子が明らかになったというのはこの、プログラムの０と１からの並びが明らかになった、というのにすぎません。情報からプログラムにし、さらにそのプログラムがどのような役割をはたすのか…これの解明がいわゆるポストゲノムの時代なのです。 すんごい無理な例えをさせていただくと…英語を勉強しようとしたとき、辞書を買ってきたというのがいまの生物の段階なのです。これから文法を学んで…、単語をこう置き換えたらこうなる…というのはまったく未知数（これは言い過ぎかもしれないけど）なのです。 わたしはがん研究をしている学生なのですが、その一例を挙げますと…癌というのは遺伝子の怪我というべきものです。それで、こういう遺伝子がこう怪我をすると癌になりやすいというのはわかってるのですけど、じゃあその遺伝子が怪我するとなんで癌になるの？とかはわかっていないことが多いんですね。（これがわかると癌の薬が作りやすくなります） また、逆にこの遺伝子はこういうタンパク質を作るためにあるというのもわかっているものもかなりありますが…じゃあこのタンパクは何するもの？というのはほとんどわかっていないことが多いんですね。いまだに３０年前に発見されたタンパクの機能がひとつわかった、というのが一流の論文になるのが現状です。 わたしは遺伝子というのは設計図そのものではないと考えます。自動車でいえば自動車そのものの設計図ではなく、自動車を作るロボットの設計図なのだとおもいます。遺伝子によって設計されたロボット達は状況と材料によって「何か」を「意図せず」組上げていきます。そして「結果として」ひとりの人間ができるのです。だからこそ絶妙なバランスの上になりたっていると言えますし、逆に自分でバランスをとれことができるふてべてしさをもっているといえると思います。
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- t_m_p
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なかなか内容が深まってきて、だんだん手に負えなくなってきましたが(笑) 生物の進化については専門ではないのでよくわかりませんが、 最初に誕生した生物にはそれほど多くの機能を持った 蛋白質はなかったと思います。限られた数しかなかったと思いますよ。 少し専門的な話になりますが、細胞は大きく分けると 真核細胞（高等生物の細胞がこれに当たります）と 原核細胞（バクテリアなど）に分けられます。 真核細胞には明瞭な「核」があって、その中に 遺伝子が収納されています。 これに対して、原核細胞でも遺伝子は存在しますが 原核細胞には一般的に核はないので、遺伝子をまとめて 収納しておくことが出来ません。 最初に誕生した生物は、おそらく 自分の個体自身が生きていくために 必要最小限の蛋白質しか持っていなかったんじゃないかと 思います（自信はありませんが）。 そのうちに、生物は自分の子孫を増やそうとか、 外敵を排除しよう…など、個体の維持だけではなく 繁殖とか侵略(?)のようなことを始めたんではないかと。 そうすると、それを行うためにいろんな機能を持った蛋白質を 作らなければならず、さらにそれを確実に行うためには 蛋白質の設計図を子孫に伝えていかなければならない… そんなことで遺伝子というのが確立していったんじゃないのかな （これは私の勝手な考えですが…）。 ですので、一般的には生物が進化するにつれて、 作られる蛋白質の種類も増えていくのではないかと。 病気に関していえば、元々は出来てくる蛋白質は 必ず生物が生きていくために必要なものなわけです。 ところが遺伝子を伝える過程で 何か小さな間違いが起こる（普通はこういうことが起こらないように 間違った遺伝子を修復する機構が細胞には存在しますが）と、 出来てくる蛋白質にも異常が生じる、つまり正常な機能をしない、 ということになり、これが病気の原因になりうるわけです。 蛋白質の異常は、このように質的な異常だけでなく、 量的（少しで十分足りるものがいっぱい出来てくる）な 異常の場合もやはり病気の原因になる可能性があります。
お礼
ありがとうございます。 最初のものはつまり形態を保つためのタンパク質、とか栄養をつくったり消費したり、というようなタンパク質しかもたない個体であっただろうということですね。 いろいろ参考になりました。ありがとうございました！
こんにちは。 遺伝子は設計図である、というのは聞いたことあると思うんです。たしかに設計図で、遺伝子を解析すれば、部品を作ることはできます。 しかし、例えば自動車全体を考えた場合、たった一個のねじとか、バネとかがいったい自動車の何処にあって、自動車全体としてどういう機能を果たすのか、と言うことを理解するには、もっといろいろやらなければならないと言うことが分かりますよね。 いまはだいたいそんな段階で、遺伝子の数はだいたい10万だとか言われていますが、その一つ一つが体の中でどういった役割を果たすのか、ということはまだまだ分かっておらず、これからもっともっとやることがたくさんあるわけです。 そのなかでも、遺伝子として機能が比較的よく分かっているのは病気に関連する遺伝子群、なかでも癌に関する遺伝子ですね。 癌に関連する遺伝子の中には、細胞がふえる過程でアクセルの役割をする癌遺伝子、逆にブレーキの役割をする癌抑制遺伝子なんかが同定され、日夜研究されています。 こういった事柄はNHKスペシャルなんかで良く紹介されています。「人体」と言う番組だったかな、絵入りの一般の方向けの書籍なんかも出ていますので、ちょっとのぞくとご参考になるかと思います。 上手く説明できたか分かりませんが、ご参考になれば幸いです。
お礼
お返事有り難う御座います！ 病気に関する遺伝子というのは私の中で生きてゆくために必要なものとはつながっていなかったのですが、そういった遺伝子もたくさんあるんですね。 なんでわざわざそんな遺伝子が出てきたのか不思議です・・。
- t_m_p
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それは非常にむずかしいですね…例えば、 生きていくのに必要といっても 生物（まあ、細かくいえば細胞ということでしょうけど）が 生きていくためにはエネルギーが必要ですから これを作り出す蛋白質が必要ですし、 そのエネルギー源は細胞の外から取り込むわけですから、 その取り込むための蛋白質も必要になりますよね？ またエネルギーを作ったあとの残りかすは 生きていくためには不要なものですから、 それを除去するための蛋白質も必要になる…… というように、 「生きる」というだけでも 人間の身体は非常に多くの作業を行っていて、 それの（ほとんど）すべてに蛋白質が 関わっているわけです。 ですので、これまでにもある程度は分かってきていますが、 すべての、というのはまだまだ先じゃないでしょうか？ ちょっと乱暴ですが（反論があるかもしれませんが） ゲノム計画というのは、どちらかというと逆の発想で、 とにかく遺伝子が保存している遺伝情報（蛋白質の情報）を すべて洗い出して、まだ（機能の）分かっていない蛋白質を 見つけてやろう、というものです。
お礼
お返事有り難う御座いました！ 上の例にあった、エネルギーだったら、取り込む、利用する、後始末をする、といった一つ一つがすべて遺伝子によってつくられたタンパク質によって行われている、ということなんですよね。 そうすると地球上に初めて出来た生物（この言い方が正しいか分かりませんが）でも、かなりの数の遺伝子を持っていて、多くの作業をしていたということになりますか？ 質問をくり返していてすみません・・・。
- t_m_p
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遺伝子は、蛋白質（これはアミノ酸で 出来ているんですが）を合成するための情報を もっています（もちろん他にもありますが）。 生物が生きていくためには、いろいろな種類の蛋白質が必要になります。 蛋白質はたくさんのアミノ酸がつながって 出来ています（ヒトの場合は20種類のアミノ酸が つかわれています）が、 アミノ酸は適当につながればいいのではなく、 ある特定の並び方をして 初めて「機能する」蛋白質になります。 遺伝子はこのアミノ酸の並び方に関する情報をもっているのです。 同定が出来ている情報を知りたい、とのことですが、 具体的にどのようなことを知りたいのでしょうか？ 「遺伝子の同定」とは、ある機能を持った蛋白質の アミノ酸の並び方に関する情報が （ゲノム上の）このへんにありますよ、といった たぐいのことなので、例えば「こういう蛋白質に関する 情報があるか」、といった具合になら 調べようもありますけど…？
お礼
お返事有り難う御座いました。 同定する、というのがそういう意味だというのさえ分かってなかったのですが、聞きたかったのはもっとずっと単純なことです。 たとえばある生物が生きていくために必要な遺伝子にはどんなものがあるか、そういったことは分かっているのかというようなことです。ある機能を持ったタンパク質、はどんな機能を持ったタンパク質なのか、という意味合いになるのでしょうか、自分でもよく分かっていなくてすみません。
お礼
ありがとうございました。 いろいろ参考になりました。私が言っているような地球上で初めての生物がどんな遺伝子（私の中での意味合いとしては生命の維持、進化するための、ということですが）を持っていたのか、というような疑問は想像は出来てもこれから先よっぽど時間がたたない明らかにならないことなんですね。 研究頑張って下さい！