転写とは — DNAからRNAへ：遺伝子発現とmRNAの仕組み
DNAからRNAへ遺伝情報が写し取られる転写の仕組みを図解で解説。mRNA生成、エクソン・イントロン処理、RNAポリメラーゼの役割をわかりやすく紹介。
転写とは、DNAの塩基配列が対応するRNAが合成される過程です。遺伝情報は一つの分子（DNA）から別の分子（RNA）へコピーされます。このとき、DNAの配列情報は特殊な酵素であるRNAポリメラーゼによって読み取られ、相補的なRNA鎖が合成されます。
"すべての生物は、その無数のバリエーションで、自分の遺伝子を読み取るために、ほぼ同じ顕微鏡の機械を使用しています。このマシン - RNAポリメラーゼ - DNAからRNAを生産することによって、私たちの遺伝子のすべてにコード化されている生命の設計図を読むことで最初のステップを取る転写と呼ばれるプロセスを担当しています。"
転写の流れ（概略）
DNAから合成された一次転写産物はしばしば「プレメッセンジャーRNA（pre-mRNA）」と呼ばれます。真核生物ではこのpre-mRNAがさらに加工され、不要な配列であるイントロンがスプライソソームによって取り除かれ、残ったエクソンがつなぎ合わされて成熟したメッセンジャーRNA（mRNA）となります。成熟したmRNAは細胞の翻訳装置に運ばれ、タンパク質合成のテンプレートとして使われます。転写は結果として遺伝子の発現につながる最初の重要なステップです。
転写単位（transcription unit）の構成
転写によってRNA分子に転写されるDNA領域を転写単位と呼びます。一般に転写単位は次の要素を含みます：
- 転写の量やタイミングを調節する配列（プロモーターやエンハンサー等）
- コード化しない配列：イントロン（真核生物の遺伝子に多く見られる）
- タンパク質のアミノ酸配列をコードする配列：これらはエクソンと呼ばれる。
これらに加えて、転写開始点や終結点、5'非翻訳領域（5' UTR）および3'非翻訳領域（3' UTR）なども転写単位の一部として機能します。
どの鎖が転写されるか（鋳型鎖とコーディング鎖）
二本鎖DNAのうち、転写に利用されるのは一方の鎖のみで、この鎖を鋳型鎖（テンプレート鎖）と呼びます。鋳型鎖はRNA転写体中のヌクレオチド配列を整列させるための型になります。もう一方の鎖はコーディング鎖と呼ばれ、その塩基配列は新しく合成されたRNAとほぼ同じ配列を持ちます（ただし、DNAのチミンはRNAではウラシルに置き換わります（チミンがウラシルに置換される））。
鎖の方向性とRNA合成の仕組み
RNAポリメラーゼは鋳型鎖を3'→5'方向に読み取り、それに対して新しいRNA鎖は5'→3'方向へ伸長されます。一般的にRNAポリメラーゼはDNA上のプロモーター領域に結合して転写を開始し、転写開始点から下流へと移動しながらヌクレオチドを連結してRNA鎖を合成します。
真核生物と原核生物の違い（簡潔）
原核生物では転写と翻訳が細胞質で同時に起こることが多く、mRNAの加工は最小限です。真核生物では、転写は核内で行われ、転写後に5'キャップ付加、スプライシング（イントロン除去）および3'ポリアデニル化（ポリA付加）などの修飾が行われてからmRNAは核外へ輸送され、翻訳を受けます。
研究と歴史的背景
転写の分子機構に関する詳細な研究は、遺伝子発現の理解に不可欠です。ロジャー・D・コーンバーグは「真核生物の転写の分子基盤の研究」により、2006年のノーベル化学賞を受賞しました。彼の研究はRNAポリメラーゼIIの構造と働きを明らかにし、転写開始やプロモーター認識の分子機構を解明する上で重要な貢献をしました。
補足として、転写は細胞ごとの調節や環境応答、発生過程など多様な生物学的現象に深く関わっています。転写因子やエピジェネティック修飾（ヒストン修飾やDNAメチル化）は、特定の遺伝子がいつどのくらい発現するかを制御します。
RNAポリメラーゼ（RNAP）の働き。DNAのヘリックスからメッセンジャーRNA分子を作っています。酵素の一部を透明にして、RNAとDNAが見えるようにした。マグネシウムイオン（黄色）が酵素活性部位にある
転写開始の簡易図。ＲＮＡＰ＝ＲＮＡポリメラーゼ
転写伸長の簡易図
転写終了の簡易図
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質問と回答
Q: 転写とは何ですか?
A: 転写とは、RNAポリメラーゼという酵素を使って、DNA配列から一致するRNA鎖を作るプロセスのことです。
Q: 転写によって作られた一致するRNA鎖は何になるのですか?
A: 転写によって作られた一致するRNA鎖は、「プレメッセンジャーRNA」になります。
Q: プレメッセンジャーRNAは作られた後、どうなるのですか?
A: プレメッセンジャーRNAは作られた後、スプライソソームによってノンコーディングのイントロンが取り除かれ、残ったエクソンが組み合わされてメッセンジャーRNA（mRNA）が作られます。
Q: mRNAはどんな働きをするのですか?
A: メッセンジャーRNA（mRNA）は、DNAから細胞のタンパク質製造装置へ遺伝子のメッセージを運びます。遺伝子が発現するためには、このメッセージが必要なのです。
Q: 転写ユニットとは何ですか?
A: 転写単位とは、mRNA分子に転写されるDNAのストレッチのことです。タンパク質合成を制御する配列、コードしない配列（イントロン）、タンパク質のアミノ酸配列をコードする配列（エクソン）が含まれています。
Q: 転写の際、mRNAはどのDNA鎖から読み出すのですか?
A: 転写の際、mRNAは2本のDNA鎖のうちの1本から読み取ります。この鎖はmRNA転写物のヌクレオチドを並べるためのテンプレートとなるため、テンプレート鎖と呼ばれます。もう一方の鎖はコーディング鎖と呼ばれ、その配列はウラシルの代わりにチミンが使われている以外は、新しく作られたmRNA転写物の配列と一致しています。
Q: 真核生物の転写に関連して2006年にノーベル化学賞を受賞したのは誰ですか?
A: ロジャー・D・コーンバーグが真核生物の転写に関連する2006年のノーベル化学賞を受賞しました。
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