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ジャパンナレッジで閲覧できる『遺伝子』の辞書・事典・叢書別サンプルページ

岩波 生物学辞典・日本大百科全書・世界大百科事典

岩波 生物学辞典
遺伝子
[gene]

《同》遺伝因子(genetic factor).遺伝形質を規定する因子.メンデルの法則における基本概念として各遺伝形質(単位形質)に対応して想定され,G.J.Mendelはこれを因子と呼んだが,のちにW.L.Johannsen(1909)が遺伝子(gene)と呼ぶことを提案し,この語が定着した.遺伝子は自己増殖し(⇒複製),細胞世代,個体世代を通じて親から子に継代的に正確に受けつがれ,形質発現に必要な遺伝情報を伝達する.各々の遺伝子は互いに独立の単位であるが,物理的に独立して存在しているのではなく,染色体上にそれぞれ固有の位置を占め,一般には線状に配列して連鎖群を形成している(⇒染色体地図).遺伝子は安定なものであるが突然変異遺伝的組換えによって変化することがあり,以後の世代には変化した遺伝子が伝達されることになる.古典遺伝学的には,ある形質(野生型)に対する突然変異型の存在によって,はじめてその形質に対する遺伝子が認識され染色体上の位置が決定される.二つの異なった突然変異型遺伝子が同一の遺伝子に由来するものかどうかは,シス-トランス位置効果を利用した相補性検定によって判定される.この方法で検出されるのは機能的単位としての遺伝子であって,シストロンと呼ばれる.遺伝的組換えの有無を判定の規準とすれば,シストロンはさらに小さな単位に細分される(⇒偽対立遺伝子).遺伝子の本体はDNA(一部のウイルスではRNA)であり,そのヌクレオチド配列によって個々の遺伝子が規定される.すなわち遺伝子とは核酸分子上のある長さをもった特定の領域(ドメインdomain)を指すことになる.原核生物の場合,例えば,ある蛋白質に対する遺伝子とはその蛋白質の一次構造(アミノ酸配列)に対応するヌクレオチド配列を指し,翻訳の際の開始点と終止点とにはさまれた部分をいう(⇒蛋白質生合成).その長さは,アミノ酸1個に,連続する3個のヌクレオチドが対応するため(⇒遺伝暗号),蛋白質の分子量に応じて通常数百~数千ヌクレオチド程度のものである.これに対し真核生物の多くの遺伝子では,最終的に蛋白質として翻訳されるヌクレオチド配列が,翻訳されない配列(⇒イントロン)によって分断されており,それらの部分は転写されたRNAの段階で除去される(⇒スプライシング).したがってこれらの遺伝子では,蛋白質の分子量に対応する長さよりも,その分だけ長くなっていることになる.遺伝子にはリボソームRNA(rRNA),トランスファーRNA(tRNA)などのように,転写産物(またはその一部)であるRNA自体が形質となるようなものもある.蛋白質やrRNA,tRNAなどの一次構造を規定している遺伝子を特に構造遺伝子(structural gene)と呼び,一般的に遺伝子というときには構造遺伝子を指す場合が多い.他方DNA(分子)を構成するヌクレオチド配列には,制御領域と呼ばれる特定の配列も存在する.例えばプロモーターオペレーター,エンハンサーなどのように,転写や翻訳によって機能が発現されるのではなく,特定のヌクレオチド配列そのものが核酸上の特定の部位を指定しているものもあり,ある蛋白質と特異的に結合することなどによって,形質発現や複製などの制御,調節に重要な役割を果たすと考えられている.これらも広義の遺伝子に含めることができる.



日本大百科全書(ニッポニカ)
遺伝子
いでんし

遺伝形質の決定に働く細胞内の構造単位。遺伝子は核酸分子の一部であり、自己複製により子孫に伝えられ、また転写と翻訳によりタンパク質の構造を決定し、その働きにより遺伝形質を発現する。

[石川辰夫]

遺伝子概念の発展

チェコのブルノの町で修道院の司祭をしていたメンデルは1865年にエンドウの交雑実験の結果をまとめて『植物雑種の研究』という論文を発表した。この論文はのちに「メンデルの法則」とよばれるようになった遺伝の原理を示したものであるが、このなかでメンデルは、親から子孫に生殖細胞を通して伝えられ、遺伝形質を決定するものの存在を推定し、これを「要素」とよんだ。メンデルが初めて明らかにした遺伝の要素は、1909年にデンマークの遺伝学者のヨハンセンによってドイツ語でゲンGenと名づけられ、日本語では「遺伝子」とよばれるようになった。その後、主としてショウジョウバエを用いた研究から遺伝子と染色体の関係が明らかにされ、アメリカの遺伝学者T・H・モーガンが1926年にその著書『遺伝子説』で主張したように、遺伝子は染色体上に線状に配列する粒子であると考えられるようになった。1940年代には、遺伝生化学や分子遺伝学研究が発展し、遺伝子は染色体をつくる核酸の一種であり、酵素分子の働きを支配して遺伝形質を決定することが明らかにされた。1960年代には、遺伝子のもつ遺伝暗号がすべて解読され、遺伝情報の発現機構が解明された。さらに1970年代には、遺伝子の人工合成が可能になり、また細胞から取り出した遺伝子を異種の細胞に入れて増殖させ利用する遺伝子工学技術が発展してきた。

[石川辰夫]

遺伝子の本体

遺伝子の本体は核酸の一種デオキシリボ核酸(DNA)である。例外的にある種のウイルスではリボ核酸(RNA)が遺伝子として働く。遺伝子がDNAであることは1944年アメリカのエーブリーO. T. Avery、マクレオドC. M. MacLeod、マッカーティーM. McCartyの3人により、肺炎菌を用いた形質転換実験により初めて証明された。彼らは肺炎菌で多糖類の膜をもち、病原性のある野生型細胞からDNAを抽出し、多糖類の膜をもたず、病原性のない突然変異型細胞に加えると、突然変異型が野生型に変化することをみいだし、膜構造と病原性が野生型か突然変異型かを決定している遺伝子はDNAであると結論した。その後、1952年にはアメリカのハーシェイA. D. HersheyとチェイスM. ChaseがバクテリオファージT2の生活史の研究から、T2の増殖に必要な遺伝情報をもつのはDNAであることを証明し、遺伝子がDNAであることが確認された。

[石川辰夫]

遺伝子DNAの構造と複製

DNAは多数のデオキシリボヌクレオチドが結合してできた高分子物質である。デオキシリボヌクレオチドはリン酸、デオキシリボース(糖の一種)、プリンまたはピリミジン塩基が結合したものである。DNAをつくる塩基は、アデニン(A)、グアニン(G)、シトシン(C)、チミン(T)の4種である。1953年にアメリカの生物学者ワトソンとイギリスの物理学者クリックは協力して遺伝子DNAの分子構造を示す「DNAの二重鎖モデル」を提出した。このモデルは、DNA分子はデオキシリボヌクレオチドが結合してできた2本の長い鎖が螺旋 (らせん)状に巻いた構造からなるというものである(図A)。2本の鎖はAとT、GとCが塩基対をつくるように結び付き、二重螺旋構造をとっている。二重螺旋の直径は2.0ナノメートル、螺旋の1回転の距離は3.4ナノメートルで、その間に塩基対が10個並んでいる。このようなDNA鎖をつくる塩基の配列順序は遺伝暗号として働き、遺伝情報を決定するものである。DNA分子の二重鎖の長さは種によって異なるが、遺伝学研究によく用いられる大腸菌のDNA分子の長さは約1.1ミリメートルで、数百万の塩基対からなり、その分子量は約25億である。大腸菌は約3000の遺伝子をもつと考えられ、一つの遺伝子は1000余りの塩基対からなり、平均して分子量が数百万と推定される。

 遺伝子は細胞分裂のとき正しく同じものに複製され、子孫細胞に伝えられる。DNA分子の複製のときには、二重螺旋構造は部分的に巻き戻されて1本鎖となり、それぞれの鎖を鋳型として、DNA合成酵素の働きにより対になる新しい鎖が合成される。このようにDNA分子の複製は自己複製であり、また二重鎖の1本から新しい分子がつくられるので半保存的複製とよばれる。

[石川辰夫]

遺伝子と染色体

高等動植物など真核生物の細胞では、DNAは核に含まれ、細胞分裂のときには染色体となり、子孫細胞に分配される。核や染色体をつくっている物質はクロマチンとよばれる。クロマチンはDNA、ヒストンを主とするタンパク質、少量のRNAを含む。DNA分子はヒストン粒と結合し、ヌクレオソームnucleosomeとよばれる単位構造をつくり、折り畳まれて、核や染色体を構成する。細菌類など原核生物の細胞では、細胞分裂のとき真核細胞でみられるような核や染色体をつくらず、DNA分子はクロマチン構造をとることなく、裸の状態で細胞質中に分布している。

 遺伝子は染色体上に一定の順序で線状に配列している。二つの遺伝子が異なる染色体上にあるときには、交雑の結果メンデルの独立の法則に従って分離するが、同じ染色体上にあるときにはこの法則に従わず、行動をともにし、連鎖の現象を示す。1本の染色体上の遺伝子は一つの連鎖群を形成する。交雑の結果、連鎖している遺伝子の組合せが親と異なる組合せに変わることがあり、この現象は遺伝的組換えとよばれる。組換えは減数第1分裂の過程で対合した相同染色体の間で交叉 (こうさ)とつなぎ換えがおこり、新しい遺伝子組合せ、すなわち組換え型が生ずる現象である。組換え型の出現頻度をパーセント(%)で示した値を組換え価とよぶ。組換え価を遺伝子間の距離とし、これを線上に目盛ると、遺伝子が染色体上にどのように並んでいるかを示す図ができる。この図は染色体地図、遺伝地図、あるいは連鎖地図とよばれる。

 組換えはDNA分子間の交叉切断と、相同な相手分子へのつなぎ換えによっておこると考えられている。組換え過程では、DNA鎖の切断酵素、修復酵素、連結酵素などが働いている。DNA鎖の特定塩基配列部位を切る酵素は制限酵素とよばれる。同じ制限酵素で切った2種のDNA鎖は切り口の構造が相補的であり、それらを結合してできた分子は組換えDNAとよばれる。遺伝子DNAと細胞質で自己増殖するプラスミドのDNAの間で組換えDNAをつくり、遺伝子のコピーを増やすことができる。これは遺伝子のクローン化とよばれる現象で、遺伝子工学の主要な手段となっている。

[石川辰夫]

遺伝子の働き

遺伝子は遺伝形質を決定する。アメリカの遺伝学者のビードルとテータムは1941年にアカパンカビのビタミン合成に関する生化学的突然変異体の研究を行い、「一遺伝子一酵素説」を提唱した。この仮説は、遺伝子は一つの酵素の構造や働きを支配し、遺伝形質を発現するとするものである。その後、1958年にクリックがセントラルドグマとして主張しているように、遺伝子DNAの遺伝情報はまず伝令RNAに転写されて、細胞質に移動する(図B)。細胞質では伝令RNAはリボゾームとよばれる小粒に付着し、運搬RNAなどの働きで翻訳され、遺伝暗号に従ってアミノ酸が結合され、タンパク質のポリペプチド鎖が合成される(図B)。タンパク質は酵素として細胞内の代謝反応を触媒し、また細胞構造をつくり遺伝形質の発現に働く。

 遺伝子のもつ遺伝暗号は、1961年から約5年間に解読された。解読された遺伝暗号は、遺伝子DNAの三つのヌクレオチドがコドンcodonとよばれる暗号の単位となって一つのアミノ酸を指定するというもので(図B)、トリプレット暗号ともいわれる。コドンは64種あり、そのうち61種はタンパク質をつくる20種のアミノ酸のどれかを指定する。3種のコドンはどのアミノ酸も指定せず、遺伝暗号の読みの終了暗号として働く。また、メチオニンの暗号(AUG)は遺伝暗号の読みの開始暗号となる。ウイルスからヒトに至るまで、どの生物も同じ遺伝暗号を用いている。

 遺伝子が働くか働かないかは、調節作用をもつ遺伝子や環境条件などにより調節されている。フランスのジャコブF. JacobとモノーJ. Monodは1961年に大腸菌の乳糖代謝の調節機構の研究から、酵素合成が調節遺伝子によりオペロンとよばれる遺伝子群を単位として調節されるという「オペロン説」を提出した。オペロン説によると、大腸菌の培養中に乳糖がないときには、調節遺伝子からつくられる調節物質(抑制体とよばれるタンパク質)がオペロンの一端(オペレーターとよばれる)に結合し酵素合成を止めているが、乳糖が加えられると抑制体は不活性化され、オペロンから酵素が合成される。真核細胞は多数の遺伝子をもつが、組織に特有の遺伝子のみが働き、ほかは働きを停止している。このような真核細胞における遺伝子作用調節機構は、染色体構造と密接な関係をもつものと考えられている。

[石川辰夫]

突然変異

遺伝子は普通、非常に安定した状態で保たれているが、まれに変化することがある。遺伝子の構造が変化し、遺伝情報が変わる現象は突然変異とよばれる。特別な処理をしないで自然の状態でおこるのは自然突然変異である。突然変異が一定時間内にどのくらいの頻度でおこっているかは突然変異率で示される。自然突然変異率は生物種により、また遺伝子ごとに異なるが、微生物では一般に突然変異率が低く、1億分の1くらいであり、高等動植物では10万分の1、あるいはそれ以上の場合が多い。細胞をX線照射したり、アルキル化剤のようなDNAに作用する化学物質で処理すると、突然変異率が上昇する。突然変異はDNA塩基対の置換、欠失、転座、逆位、挿入などにより、遺伝暗号が変化し、指定するアミノ酸が変わることにより、誘発される。

[石川辰夫]

遺伝子の微細構造単位

同じ遺伝子の突然変異体を多数分離して相互に交雑すると、低頻度ではあるが組換え型が得られる。各突然変異体の間の組換え価を直線上に目盛ると、遺伝子の微細構造地図が得られる。遺伝子の異なる位置の変化したものはすべて対立遺伝子とよばれる。微細構造地図上の点はDNA分子の1塩基対に対応する。遺伝子内でおこる突然変異の最小単位はミュトンmuton、組換えの最小単位はリコンreconとよばれるが、これらの単位は一つの塩基対に対応するもので、遺伝子はこのような単位が多数集まってできているといえる。三つの塩基が集合すると、遺伝暗号のコドンとなる。遺伝子はコドンの連結したもので、その遺伝暗号によりポリペプチド鎖のアミノ酸配列が決定される。同じ遺伝子の二つの突然変異が、同じ細胞内の異なる染色体上にあるときには、普通は突然変異形質を示すが、ときには助けあって野生型形質を表すことがある。このような突然変異は、シストロンcistronとよばれる遺伝子内の異なる働きの単位に属すとされる。シストロンはタンパク質をつくる一続きのポリペプチド鎖に対応する遺伝単位である。普通、遺伝子は一つのシストロンからなり、1種のポリペプチド鎖の遺伝情報をもつが、まれに二つのシストロンからなり、2種のポリペプチド鎖の遺伝情報をもつものがある。

[石川辰夫]

遺伝子記号と種類

遺伝子の名称は遺伝子記号で表される。遺伝子記号は、その遺伝子の決定する形質の特徴を示す英語やラテン語などの省略形と番号や記号からつくられる。たとえば、微生物でアミノ酸の一種であるトリプトファンの要求性を示す遺伝子の記号はtrpである。トリプトファン合成系にはいくつもの酵素反応があり、それぞれの反応を支配する遺伝子には番号やアルファベットをつけtrp1、trp2あるいはtrpA、trpBのようによぶ。ショウジョウバエの白眼の遺伝子はWで、はねの曲がったものはCyである。小文字は劣性、大文字は優性遺伝子である。

 遺伝子の固有名とは別に、遺伝子が細胞のどの部分にあるか、どんな形質を支配するか、どんな働きをするかなどにより、種類分けがなされている。核にある遺伝子は核遺伝子、または染色体遺伝子であり、細胞質にあって細胞質遺伝の原因となるのは細胞質遺伝子である。細胞質のミトコンドリアにあればミトコンドリア遺伝子、あるいはコンドリオーム、色素体にあれば色素体遺伝子、あるいはプラストムとよばれる。一遺伝子一酵素説に従いタンパク質の構造を決定しているのは構造遺伝子であり、構造遺伝子の働きを誘導したり抑制したりしているのが調節遺伝子である。また、生物個体の発生過程で致死作用を示す遺伝子は致死遺伝子といわれる。自然界に普通にみられる正常な遺伝子は野生型遺伝子で、変化すると突然変異型遺伝子になる。一つの形質を支配し、メンデルの法則に従った分離をするのが主働遺伝子であり、量的形質を支配し、メンデル式分離をしないのが微働遺伝子である。また、一つの形質を発現するのに複数の遺伝子が働いていることがあり、それぞれ重複遺伝子、あるいは同義遺伝子とよばれる。これらのほかにも、各種の遺伝現象を表すため多数の遺伝子名が記載されている。

[石川辰夫]



改訂新版 世界大百科事典
遺伝子
いでんし
gene

遺伝形質を規定する因子。

メンデル因子から遺伝子へ

G.J.メンデル(1865)はエンドウの子葉の色の緑と黄というような対立的な形質を支配する遺伝因子として対立する要素を想定し,両親由来のこのような対立要素,例えばAa,をもつ雑種が配偶子を形成するとき,Aaが分かれて別々の配偶子に入り,これが子どもに伝えられてその形質を規定すると考えた。1900年のメンデルの遺伝法則の再発見以降,多くの生物でこのような対立形質の遺伝様式が盛んに研究されるようになり,それぞれの形質に対応してそれを規定する仮想的な遺伝因子が設定されてきた。このような遺伝因子はメンデル因子,または単に因子とよばれていたが,W.L.ヨハンセン(1909)の提案した遺伝子という語がしだいにこれにとって代わるようになった。

 サットンW.S.Sutton(1902)らはいち早く成熟分裂における染色体の行動がメンデル因子の行動と一致することを明らかにしたが,さらに,1910年に始まるT.H.モーガンらのキイロショウジョウバエの研究により,遺伝子は染色体に線状に配列して連鎖群を形成しており,一つの遺伝子は特定の染色体の特定の部位を占めていることがわかった。このような研究により,それまで仮想的な存在であった遺伝子が物質的基礎をもつことになり,その構造と機能を物質的に研究する道が開けた。

 英語の〈gene〉に対し,日本で〈遺伝子〉という語をあてるようになったのは1936-37年ごろである。1936年に編まれた《遺伝学用語》第1輯ではgeneに対し〈遺伝因子〉が,genotypeやgeneanalysisに対しては〈遺伝子型〉や〈遺伝子分析〉があてられている。そして,37年の田中義麿著の《遺伝学》再版で初めてgeneに対し〈遺伝因子〉〈ゲン〉と並んで〈遺伝子〉が登場し,同年の井上頼数の論文に〈易変遺伝子〉の語が現れる。この時期より古い著書・論文では〈遺伝単位〉〈遺伝因子〉〈因子〉〈ゲン〉〈ジーン〉が用いられており,〈遺伝子〉は見あたらない。

一遺伝子一酵素説

1940年代に入り,ビードルG.W.BeadleとテータムE.L.Tatum(1941)らはアカパンカビの栄養要求性の遺伝を研究し,生体内における物質の生合成経路の各段階がそれぞれ固有の遺伝子に支配されていることを知った。すでに,生化学的研究により生合成経路の個々の過程が酵素に触媒されていることがわかっていたので,ビードルはこれらの知見を総合して一遺伝子一酵素説を立てた。こうして,遺伝子が直接支配するのは特定酵素の生産であり,この酵素を媒介にして遺伝子が生合成産物を支配するものと考えられるようになった。その後,酵素はもちろんのこと,酵素以外のタンパク質の生産も遺伝子の直接的支配下にあること,およびタンパク質の多くは複数の同種あるいは異種ポリペプチドからなることがわかってきたため,一遺伝子一酵素説は一遺伝子一ポリペプチド説に修正・拡張されることになった(ハルトマンP.E.Hartman,1965)。

遺伝子の古典概念

一方,ベリングJ.Belling(1928)らにより太糸期染色体が染色小粒とそれをつなぐ糸状部分からなる数珠状構造を示すこと,およびC.B.ブリッジズ(1935)らにより唾腺(だせん)染色体が染色性の高い横縞部分と染色性の低い介在部分からなることが明らかにされ,染色小粒や横縞が遺伝子に対応するという考えが生まれた。この考えは偽対立遺伝子の組換えや遺伝子の突然変異機構の研究成果をふまえ,遺伝子は機能(すなわち形質の支配)・組換え・突然変異という三つの現象に共通な基本単位であるとするグリーンM.M.Green(1955)らの《遺伝子の統一概念》へと発展した。

 しかし,バクテリアやウイルスが研究材料に登場するに及び,これまで検出不能であったごく低頻度の組換え体の検出が可能となった。そして,ベンザーS.Benzer(1957)らにより,交叉(こうさ)部位や突然変異部位は一つの遺伝子が占める染色体上の領域内に多数存在することが明らかにされ,究極的には単一のヌクレオチド対が交叉や突然変異の単位であることが推定されるに至った。同じことは高等動植物の若干の遺伝子についても証明されてきた。一方,遺伝子の本体がDNAであることが確実になり,バクテリアやウイルスでは一つのゲノムの全遺伝子が単一のDNA分子に組み込まれていること,また,高等動植物においても電子顕微鏡で確認できるかぎりでは,1本の染色体に含まれるDNAは連続した1本の糸であることもわかり,遺伝子の統一概念は自然に消滅した。

遺伝子の作用--転写と翻訳

1950年代以降の分子遺伝学の発達により,まず,遺伝子の本体とポリペプチドの生産を支配する機構の概要が明らかとなった。ほとんどの生物では二重鎖のDNA(一部のウイルスでは1本鎖のDNAや二重鎖あるいは1本鎖のRNA)が遺伝子の本体をなしており,個々の遺伝子の特異性はそれを構成する4種類のヌクレオチド対の数と配列順序によって決められる。二重鎖DNAの転写によりRNAがつくられるが,この際,2本のDNA鎖のうち1本の鎖における4種類のヌクレオチド,すなわち,デオキシアデニル酸(Aで表す),デオキシグアニル酸(G),デオキシチミジル酸(T),デオキシシチジル酸(C)の配列順序に従ってRNAにおける4種類のヌクレオチド,すなわち,アデニル酸(A),グアニル酸(G),ウリジル酸(U),シチジル酸(C)の配列順序が決まる。転写されるDNA鎖のA,G,T,Cに対応してRNA鎖にU,C,A,Gが配位される。

 RNAは機能的に3種に分かれる。タンパク質とともにリボソームを構成するリボソームRNA(rRNAで表す),リボソームへアミノ酸を運ぶ転移RNA(tRNA),およびポリペプチドの一次構造,すなわちアミノ酸配列を規定するメッセンジャーRNA(mRNA)である。mRNAに転写された遺伝情報,すなわちそのヌクレオチド配列がポリペプチドの一次構造に変換される過程を翻訳という。このとき,mRNAを構成するヌクレオチドの三つずつが一組になってポリペプチド鎖の一つ一つの位置に入るアミノ酸の種類を規定してゆく。このヌクレオチドのトリプレットには43,すなわち64の種類がある。個々のトリプレットとポリペプチドに含まれる20種類のアミノ酸との対応関係を遺伝暗号とよぶが,これはニーレンバーグM.W.Nirenberg(1966)らの研究によって完全に解読された。64のトリプレットのうち三つはどのアミノ酸にも対応しない。これらはナンセンスコドンとよばれ,翻訳において終止符の役をする。単一のmRNA分子の翻訳により,単一または複数のポリペプチドがつくられる。生産されるポリペプチドの数はmRNA分子に含まれるナンセンスコドンの数で決まる。mRNAを介して個々のポリペプチドに対応する二重鎖DNAの領域が,一遺伝子一ポリペプチド説にいうところの遺伝子である。このカテゴリーの遺伝子をシストロンまたは構造遺伝子とよぶ。これはポリペプチドの一次構造を決定する遺伝子という意味である。これに対し,転写によって個々のrRNA分子やtRNA分子をつくるDNA領域をrRNA遺伝子やtRNA遺伝子といい,これらがつくるRNAは翻訳されることがない。

多様化する遺伝子の概念

遺伝子の本体や作用機構に関する研究と並んで,その作用の調節機構も研究されるようになった。F.ジャコブとJ.モノー(1961)らの研究から構造遺伝子の作用は作働遺伝子や促進遺伝子の働きにより調節されていることがわかってきた。大腸菌のLac遺伝子の場合,その作働遺伝子は他の構造遺伝子が生産するタンパク性抑制物質の結合部位であり,促進遺伝子は転写をつかさどるRNAポリメラーゼの結合部位である。ここに,遺伝子作用の調節に直接関与する種々の物質の結合部位を構成しているDNA領域が新しいカテゴリーの遺伝子として浮かび上がってきた。

 その後,転写中のDNA分子や,DNA・DNAあるいはDNA・RNA分子雑種の電子顕微鏡による直接的観察法の確立,およびmRNAの逆転写によるcpDNAの調製,DNAのクローン化,そのヌクレオチド配列の決定などに関する技術的進歩により,真核生物の遺伝子の構造や作用発現について多くの新知見が加わった。遺伝子と遺伝子の間には,スペーサーとかサイレントDNAとよばれる転写されないDNA領域がふつう存在する。その一部はヌクレオチド配列からみて,現在も活動中の遺伝子と起源を同じくする遺伝子の残骸とみなされ,偽遺伝子とよばれる。また,一つの遺伝子の領域内に,転写に先立ってDNA分子内組換えによって除去されてしまうDNA部分や,翻訳に先立ってRNA分子から除去されるRNA部分に対応するDNA部分が存在することもわかった。構造遺伝子の領域内にあって翻訳に関与しないこのようなDNA部分をイントロンintronまたは介在配列とよぶ。これに対し,翻訳にあずかるDNA部分をエクソンexonという。真核生物の構造遺伝子はふつう複数のエクソンとイントロンがモザイク状に配列したものであり,イントロンを包含しない原核生物の遺伝子とは内部構造が異なっている。

遺伝子の定義

このように多様な構造と機能を考慮するとき,遺伝子の包括的定義としては〈DNA(RNAウイルスにあってはRNA)分子中の,遺伝的になんらか固有の意味をもつ,決まった長さのヌクレオチド配列〉とするのが適当と考えられる。ここにいう“遺伝的な意味”は主として機能的なものであり,RNAやポリペプチドの構造を規定したり,遺伝情報の発現・調節に関与する種々の分子の結合や離脱部位を構成したりすることであるが,偽遺伝子の場合のように,その起源を示唆する歴史的な意味も包含する。

遺伝子の分類

遺伝子はその細胞内の所在する場所により,核内遺伝子,染色体遺伝子,染色体外遺伝子,細胞質遺伝子,葉緑体遺伝子,ミトコンドリア遺伝子などに分類される。核内遺伝子と染色体遺伝子,染色体外遺伝子と細胞質遺伝子は同義である。葉緑体遺伝子とミトコンドリア遺伝子はともに細胞質遺伝子に含まれる。これらの遺伝子の間にはその構造や機能に関して本質的な差がない。しかし,染色体と細胞小器官(オルガネラ)DNAの間には次代への伝達様式に差があり,核内遺伝子はメンデルの遺伝法則にのっとって遺伝するが,細胞質遺伝子の伝達はこれに従わない(細胞質遺伝)。遺伝子はまた,その効果の表れ方により主働遺伝子,微働遺伝子,致死遺伝子,ポリジーンなどに分類される。
[常脇 恒一郎]

[索引語]
gene メンデル因子 メンデル,G.J. ヨハンセン,W.L. サットン,W.S. Sutton,W.S. 染色体 モーガン,T.H. 一遺伝子一酵素説 ビードル,G.W. Beadle,G.W. テータム,E.L. Tatum,E.L. 一遺伝子一ポリペプチド説 ハルトマン,P.E. Hartman,P.E. ベリング,J. Belling,J. ブリッジズ,C.B. グリーン,M.M. Green,M.M. ベンザー,S. Benzer,S.B. DNA ゲノム 転写(遺伝) 翻訳(遺伝) RNA 遺伝暗号 ニーレンバーグ,M.W. Nirenberg,M.W. シストロン 構造遺伝子 ジャコブ,F. モノ,J.L. 作働遺伝子 促進遺伝子 偽遺伝子 イントロン intron 介在配列 エクソン(遺伝) exon 核内遺伝子 染色体遺伝子 染色体外遺伝子 細胞質遺伝子
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検索コンテンツ
1. 遺伝子画像
日本大百科全書
用する遺伝子工学技術が発展してきた。石川辰夫遺伝子の本体遺伝子の本体は核酸の一種デオキシリボ核酸(DNA)である。例外的にある種のウイルスではリボ核酸(RNA)
2. 遺伝子
世界大百科事典
コンドリア遺伝子などに分類される。核内遺伝子と染色体遺伝子,染色体外遺伝子と細胞質遺伝子は同義である。葉緑体遺伝子とミトコンドリア遺伝子はともに細胞質遺伝子に含
3. いでん‐し[ヰデン‥]【遺伝子】
日本国語大辞典
*遺伝学原理〔1927〕〈松浦一〉序「本書中でも特に遺伝子の安定性や突然変異の吟味や」*地の群れ〔1963〕〈井上光晴〉四「放射能が遺伝子の突然変異をひき起すと
4. いでんし【遺伝子】
数え方の辞典
●つ、▲個
5. 遺伝子[生物]
イミダス 2018
ある生物の個体がもつ遺伝子の構成を遺伝子型(genotype)といい、それがもとになって実際に現れる形質の型を表現型(phenotype)という。各種の表現型の
6. 遺伝子
岩波 生物学辞典
な単位に細分される(⇒偽対立遺伝子).遺伝子の本体はDNA(一部のウイルスではRNA)であり,そのヌクレオチド配列によって個々の遺伝子が規定される.すなわち遺伝
7. 遺伝子/ゲノム[バイオテクノロジー]
イミダス 2018
な性質を形質といい、この形質を作りあげるための設計図にあたるものを遺伝子(ジーン)、1個の生物を作るのに必要な最小限の遺伝子セットをゲノムという。ヒトの場合、父
8. 遺伝子【2019】[生命科学【2019】]
現代用語の基礎知識
という訳のほうが、遺伝子という日本語訳より、生物学的には正確である。よく「何々病の遺伝子」という言い方をするが、一つの遺伝子で起こる病気(単一遺伝子病)はまれで
9. 遺伝子解析[生命倫理]
イミダス 2018
遺伝子解析において問題とされることは、遺伝情報が他の医療情報と異なり、その関係する範囲が個人にとどまることなく家族・親類といった広範囲に及ぶことである。また地
10. 遺伝子型
日本大百科全書
生物がもっている各種の遺伝子の組合せのすべての総計をいう。また、多くの遺伝子のなかで、1個または数個の遺伝子座(全遺伝子のなかの遺伝子の座標のこと)の遺伝子だけ
11. 遺伝子型
世界大百科事典
phの遺伝子座の遺伝的構成についてのみに限定して遺伝子型という語を用いることが多い。例えば1対の対立遺伝子によって支配されている対立形質に注目し,それぞれの対立
12. いでんし‐がた[ヰデンシ‥]【遺伝子型】
日本国語大辞典
〔名〕生物体における遺伝子の組み合わせの型。環境との共同作用で表現型を決定する。イデンシ〓
13. いでんし‐きごう[ヰデンシキガウ]【遺伝子記号】
日本国語大辞典
有色(colored )の優性形質を示す遺伝子とそれに対する劣性遺伝子は、Cとcである。イデンシキ〓
14. 遺伝子記号
岩波 生物学辞典
遺伝子座に三つ以上の対立遺伝子がある場合には,基本的記号に文字あるいは数字を上付き文字にして区別する場合もある(例:IO,IA,IBなど).同じ表現型を示す遺
15. 遺伝子機能救助
岩波 生物学辞典
ナーゼ遺伝子をトランスフェクションによってとりこませて,表現形質をtk+に転換させる.この場合,一般に導入された遺伝子が細胞のゲノムに加算されるのであって,欠陥
16. 遺伝子給源
岩波 生物学辞典
《同》ジーンプール.各々の遺伝子座について,メンデル集団を構成する個体が保有している遺伝子の総体.集団遺伝学のやや古い概念.(⇒集団遺伝学,⇒ハーディ-ワインベ
17. いでんし‐ぎんこう[ヰデンシ‥]【遺伝子銀行】
日本国語大辞典
〔名〕「ジーンバンク」に同じ。イデンシギンコー〓[ギ]
18. 遺伝子銀行
岩波 生物学辞典
決められた機関で総計200万点以上が保存されている(⇒遺伝子給源).なお,これとは別の意味で遺伝子ライブラリー(⇒遺伝子クローン)のことを遺伝子銀行(ジーンバン
19. いでんし‐くみかえ[ヰデンシくみかへ]【遺伝子組換】
日本国語大辞典
〔名〕他種生物の遺伝子や、人工遺伝子を細胞内に導入し、本来の遺伝子に代って働かせる技術。バイオテクノロジーの中心となる技術で、医療・生物学の研究以外にも農作物や
20. 遺伝子組み換え[バイオテクノロジー]
イミダス 2018
制限酵素や連結酵素(DNAリガーゼ)を用いて切断、連結し、新たに組み換えたDNAを作ること。遺伝子工学の基本的な技術の一つで、1973年スタンフォード大学のS.
21. 遺伝子組換え規制法
日本大百科全書
正式名称は「遺伝子組換え生物等の使用等の規制による生物の多様性の確保に関する法律」(平成15年法律97号)であるが、通称として「遺伝子組換え規制法」「遺伝子組換
22. 遺伝子組み換え技術【2019】[生命科学【2019】]
現代用語の基礎知識
組み換えDNA技術 ともいう。特にある遺伝子が働かないようにすることをノックアウト 、本来なかった遺伝子を導入することをノックイン といい、生体内での特定の遺伝
23. 遺伝子組み換え作物(GM作物 GMOs)[食料資源]
イミダス 2018
別の植物の遺伝子を組み込むことによって、害虫や除草剤への耐性を強めるなど、省力やコスト低減などに役立つよう改良された作物。消費者は、安全性への不安からそれらを
24. 遺伝子組み換え作物(GMO)[バイオテクノロジー]
イミダス 2018
遺伝子組み換え技術によって、新しい性質を付与した農作物のこと。アメリカのカルジーン社が開発した日持ちのよいトマト「フレーバー・セーバー」が実用化第1号である。
25. 遺伝子組換え作物の野生化[環境科学]
イミダス 2018
遺伝子組換え(GM ; genetically modified)作物について、栽培地では周囲の野生種や非GM作物と交雑しないよう、自治体ごとに指針があり、比
26. 遺伝子組換え食品
日本大百科全書
19日組換え食品の課題遺伝子組換え食品は、食糧の安定増産などに貢献すると期待され、現段階では除草剤耐性や害虫抵抗性の遺伝子を導入した作物が多いが、一作物中に複数
27. 遺伝子組み換え食品【2019】[食【2019】]
現代用語の基礎知識
遺伝子組み換えとは、生物の遺伝子の一部を切り取り、その配列を変え、元の生物の遺伝子に戻したり、別の生物の遺伝子に組み入れて品種改良する技術。食用に使えるのはダイ
28. 遺伝子組み換え食品混入指針策定[消費者問題]
イミダス 2018
今回の特別部会では、遺伝子組み換え動物由来食品の安全性評価の実施に関するガイドラインについても、遺伝子組み換え動物の安全性評価、環境への影響、倫理面についての議
29. 遺伝子組み換え食品の表示見直し【2019】[消費者問題【2019】]
現代用語の基礎知識
食品表示法の施行(2015年4月)にともない、17年4月から、遺伝子組み換え食品の表示見直しの検討が消費者庁で始まり、18年3月に「遺伝子組換え表示制度に関する
30. 遺伝子組み換え食品反対運動【2019】[消費者問題【2019】]
現代用語の基礎知識
食用油・醤油など加工食品の原料にも使われる。日本は食料自給率が低く、遺伝子組み換え農産物の輸入大国である。 また、輸入した遺伝子組み換えセイヨウナタネが荷揚げ作
31. 遺伝子組換え植物
岩波 生物学辞典
いうことも多い.現在一般栽培されている遺伝子組換え作物の多くは,除草剤耐性遺伝子や害虫抵抗性遺伝子を導入したもので,トウモロコシ,ダイズ,ナタネ(カノーラ),ワ
32. 遺伝子組換え実験規制
岩波 生物学辞典
遺伝子組換え実験によって作製された生物が,生物の多様性の保全および持続可能な利用に悪影響を及ぼすことを防止するための規制.遺伝子組換え技術が確立された当初,技術
33. 遺伝子組換え実験指針
日本大百科全書
従来の「組換えDNA実験指針」は、カルタヘナ法と称される「遺伝子組換え生物等の使用等の規制による生物の多様性の確保に関する法律(遺伝子組換え規制法)」(平成15
34. 遺伝子組み換え生物規制法【2019】[生物・動物【2019】]
現代用語の基礎知識
正式名称は「遺伝子組換え生物の使用等の規制による生物多様性の確保に関する法律」。遺伝子組み換え生物が自然界に広がって固有種と交雑したり、固有種を駆逐したりするの
35. 遺伝子組み換え生物被害補償[消費者問題]
イミダス 2018
同議定書には、輸入した遺伝子組み換え生物によって、国内の在来種の生物の生態系が危機にさらされた場合、事業者に原状回復を求めることができることが盛り込まれた。かつ
36. 遺伝子組み換えパパイヤ[食生活]
イミダス 2018
ット・ウイルス抵抗性の遺伝子(DNA)を人工的に組み込んだパパイヤ。ブランド名は「レインボー」で、米国ハワイ州で栽培されている。ハワイ産パパイヤの「カポホソロ」
37. 遺伝子クローン
岩波 生物学辞典
単一の遺伝子を,組換えDNA実験などによって増殖させて得られる均一な遺伝子集団.なお,ある生物のゲノム全体を網羅するような多数の遺伝子クローンの集団を遺伝子ライ
38. 遺伝子型
岩波 生物学辞典
種類と遺伝子型は一致するが,ディプロイド(二倍体)の場合には,両親から受けついだ2個の遺伝子の組合せが遺伝子型なので,ホモ接合(同一対立遺伝子2個からなる),ヘ
39. 遺伝子型-環境相互作用
岩波 生物学辞典
遺伝子型と環境とが相互に及ぼす影響.複数の系統または品種(遺伝子型)を複数の環境条件で栽培または飼育したとき,各遺伝子型間の相対的差が環境により異なる現象として
40. 遺伝子系図学
岩波 生物学辞典
ば,日本人の集団から二つの遺伝子を同一遺伝子座から任意に選んだとき,これらの遺伝子がいつ共通の祖先遺伝子から初めて分かれたかを問う.この遺伝子の分岐は,共通祖先
41. 遺伝子検査【2019】[生命科学【2019】]
現代用語の基礎知識
現在医療現場で行われている遺伝子検査は、遺伝病(単一遺伝子病)を診断するための検査だけでなく、特定の薬剤の効果に関わる遺伝子を調べる薬理学的検査や、多くの因子が
42. 遺伝子検査ビジネス
日本大百科全書
consumer、消費者直接販売型)遺伝子検査、消費者向け遺伝子検査、遺伝子検査、遺伝子ビジネスなどの名称でもよばれている。遺伝子解析の検査は、ヒト遺伝学的検査
43. 遺伝子検査ビジネス[生命倫理]
イミダス 2018
DNA配列を解析して遺伝子情報を提供したり、その情報を利用して行うサービス業のこと。近年、遺伝子検査を有料で行う美容整形クリニックや健康食品会社、遺伝子検査を
44. 遺伝子検査ビジネス[バイオテクノロジー]
イミダス 2018
口腔粘膜から、肥満のリスクを調べるというような遺伝子検査ビジネスの市場規模が、近年急拡大し、それに伴ってトラブルも起き始めている。現時点では、遺伝子検査の科学的
45. 遺伝子工学
日本大百科全書
ろいは、遺伝子ライブラリーgene libraryまたは遺伝子バンクgene bankとよばれる。遺伝子ライブラリーから適当な方法で目的とする遺伝子を含む組換え
46. 遺伝子工学
世界大百科事典
(狭義の)遺伝子工学の技法である。クローン化される遺伝子は,天然に存在する遺伝子を制限酵素などによって切り出して使うほか人工的に合成される場合もある。 遺伝子
47. いでんし‐こうがく[ヰデンシ‥]【遺伝子工学】
日本国語大辞典
〔名〕生物の遺伝子を人工的に合成、変更して発現させたり、本来その遺伝子をもっていた生物とは異なる生物の体内で発現させたりすることにより、人類にとって有用な産物を
48. 遺伝子工学[バイオテクノロジー]
イミダス 2018
遺伝子操作(gene manipulation)とほぼ同義に用いられるが、遺伝子工学の方が有用物質の大量生産など、操作技術の応用面をやや強調した意味合いをもっ
49. 遺伝子工学
岩波 生物学辞典
盛んに行われるようになった.また,人工遺伝子の合成や単離した遺伝子DNAを人為的に改変する技術,DNAを細胞内に効率よく導入する技術,さらに特定の遺伝子産物を細
50. 遺伝子交流
岩波 生物学辞典
《同》遺伝子拡散,遺伝子流,遺伝子交換(geneexchange).地域生物集団に属する個体の移住や配偶子の拡散によって生じる,異なる地域集団間に起こる遺伝子
「遺伝子」の情報だけではなく、「遺伝子」に関するさまざまな情報も同時に調べることができるため、幅広い視点から知ることができます。
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免疫(岩波 生物学辞典)
動物体内の外来性および内因性の異物を生理的に認識・排除し,個体の恒常性を維持するための機構の総称.元来はヒトや動物に病原体が感染してもそれを体内から排除して発病に至らせない状態をいうが,特に,病原体にすでに自然感染していたり,人為的にワクチン接種を
サイトカイン・ストーム(イミダス)
免疫の暴走と訳される。サイトカインとは、cyto(細胞)とkine(動作)からなる造語で、細胞から放出されさまざまな細胞間に相互作用をもたらすたんぱく質因子の総称である。サイトカインは標的の細胞に働きかけて、免疫、炎症、生体防御などの面で重要な役割を
ウイルス(岩波 生物学辞典・世界大百科事典)
《同》濾過性病原体(filterable microorganism).DNAかRNAのどちらかをゲノムとしてもち,細胞内だけで増殖する感染性の微小構造体.ラテン語で毒(virus)を意味し,後に転じて病原体を意味するようになった.D.I.Ivanovski(1892)はタバコモザイク病が細菌濾過器を通した濾液で感染することを観察,F.LoefflerとP.Frosch(1898)は口蹄疫が同じく
樹立細胞株(岩波 生物学辞典)
《同》株細胞(strain cell).細胞寿命を超えて不死化し,培養条件下で安定に増殖し続けるようになった細胞.染色体構成は二倍体(diploid)から異数体(aneuploid)に変化し,表現形質もがん細胞様に変化していることが多い(⇒二倍体細胞).最初の樹立細胞株は,1943年にW.R.Earleにより,C3H系マウス皮下組織から分離されたL細胞(L cell)で
組織培養(岩波 生物学辞典・日本大百科全書)
[tissue culture]多細胞生物の個体から無菌的に組織片・細胞群を取り出し,適当な条件において生かし続ける技術.広義には,組織片培養と細胞培養を包含する.組織培養では,分離された組織片を同一個体または他の生物体のある場所に移して育てる生体内


「遺伝子」は身体に関連のある記事です。
その他の身体に関連する記事
メンデルの法則(岩波 生物学辞典・日本大百科全書)
《同》メンデルの遺伝法則(Mendel's laws of heredity).G.J.Mendelの提唱した,遺伝現象に関する法則.Mendelは論文「植物雑種に関する実験」(1865)でこれを述べたが当時はかえりみられず,後に再発見(1900)
蛋白質(岩波 生物学辞典・世界大百科事典)
《同》タンパク質.生物体を構成する主成分.生細胞では水 (約70%) に次いで15~18 %を占める主要な高分子群であり,ヒト,シロイヌナズナ,大腸菌ではそれぞれ約2万,1万,4400種の蛋白質がみられる.その機能は,触媒(酵素),構造・骨格,収縮
遺伝子(岩波 生物学辞典・日本大百科全書・世界大百科事典)
《同》遺伝因子(genetic factor).遺伝形質を規定する因子.メンデルの法則における基本概念として各遺伝形質(単位形質)に対応して想定され,G.J.Mendelはこれを因子と呼んだが,のちにW.L.Johannsen(1909)が遺伝子
ホルモン(日本大百科全書・世界大百科事典・岩波 生物学辞典)
生体内でつくられ、その個体の形態形成、代謝、成長、行動発現その他の生理的過程に特定の影響を及ぼす物質をいう。1905年にイギリスの生理学者E・H・スターリングによって提唱された用語である。彼はベイリスWilliam Maddock Bayliss
自愛(日本国語大辞典)
解説・用例〔名〕(1)自分を大切にすること。自分の体に気をつけること。現代では、「御自愛」の形で、手紙の末文などで相手に向けて用いることが多い。*家伝〔760頃〕上(寧楽遺文)「入吾堂者、无如宗我大郎、但公神識奇相、実勝此人、願深自愛」*明衡往来


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