細胞とタンパク質の関係について教えてください

質問

生物の基本知識がありませんが、質問させて頂きます。
細胞の核にDNAの遺伝情報が仕組まれていて、そのコードに従って、アミノ酸を組み立ててタンパク質を作ると理解しています。その作るタンパク質が細胞内に作られるとは考えられないので、何処にそのタンパク質は行き、どの細胞の何の働きに役立つのかが理解できません。例えば筋肉繊維はタンパク質の塊のように考えますが、そのタンパク質が細胞内で、どのように力の細胞連結した効果に役立つのか理解できません。細胞の図解を見ると、その中にタンパク質が働くようなイメージが解説されていないので、DNAコードで生合成するタンパク質は一体どこで何の役目を果たすのかを教えて頂きたくお願いいたします。

回答No.4

browntraut

質問者さんは、タンパク質は市販で売られているプロテインのようなものを想像しているのではないでしょうか？
確かに分泌系のタンパクはそのようなものなのかもしれません。ホルモンとか、血中タンパクなんかは細胞外をふら～りと遊泳していることでしょう。

しかし、タンパク質の根源は、細胞自体です。
特定のタンパク質の発現が特定の細胞を作るということですね。
筋組織も然りです。一つ一つの細胞が組織を形成し、筋肉となり、伸びたり縮んだりします。これは、タンパク質の単体が成しえることではありません。
内臓組織（心臓、肝臓、肺）もそれぞれのタンパク質を発現した細胞が組織となり、役割を担っています。

では、どうやって特定の細胞が作られるの？なぜ、1つの受精卵から組織が作られるの？と質問が上がるでしょう。

そもそも、体のどこの細胞を取ったとしても、ゲノム（遺伝情報）は同じです。心臓だろうが、大腸だろうか、目ン玉だろうが遺伝子は同じということです。それなのに、特定の細胞だけで作られているという不思議があります。

これは、受精卵時の転写因子というものが絡んでいます。受精卵は均一に見えて、実は不均一であり、動物極と植物極という極に分かれ、DNAを発現させるための特定の転写因子（タンパク質ですね）の分布が変わっています。
すると、その偏った転写因子の分布からのタンパク質の発現で、ある部分が口となり、ある部分が内臓となり・・・と将来、形作られる部分が変わってくる訳です。鼻が大きい人はち〇ち〇も大きいという説があるのは、鼻とち〇ち〇が卵時代、近い部分から分化してくるためかと思いますが、統計的に当たっているのか？はわかりません（笑）。

個体（ヒトの体）が大きくなってくると、各組織は前駆細胞なるものを各組織に準備し始めます。完全無垢な細胞をこのような組織に投入すると、ホルモンや転写因子の関係で、同組織の細胞に変化していくこともあります。

iPS自体の作製（脱文化）は簡単ですが、iPSである証明（全能性の証明）は難しい事です。組織に投入しても、組織と同調せず、シャーレ上と同様にがん細胞のように増えてしまう事もあるからです。

お礼

御回答有難うございました。受精卵の説明で、転写遺伝子（タンパク質）の分布の話は興味を覚えた。やはり全体的に蛋白質の生命活動における機能が分からないから混乱から抜け出せない自分かと考えます。細胞の説明で、普通の解説がDNAの事ばかりになっているので、何の為の蛋白質かが解説から抜けているように思いました。お礼が遅く成り住みませんでした。