DNA複製→転写→翻訳DNA Replication → Transcription → Translation

1予想しよう（触る前に）Predict (before you touch anything)

1. DNAが複製されてできた2本の二本鎖DNAは、それぞれ「もとの鎖どうし」と「新しい鎖どうし」になると思いますか。それとも別の組み合わせになると思いますか。After DNA is replicated, do you think the two double-stranded DNAs will be "old strand + old strand" and "new strand + new strand", or some other combination?💡 新しい鎖は何を手本(鋳型)にしてつくられるかを考えてみましょう。Think about what the new strand uses as its pattern (template).
2. 鋳型鎖が 3'-TAC GGC ATG AAA-5' のとき、できるmRNAとアミノ酸の並びを予想して書いてみましょう。If the template strand is 3'-TAC GGC ATG AAA-5', try writing the mRNA and the amino acid sequence you expect.💡 RNAではTの代わりに何が使われるかと、コドン表の使い方を思い出しましょう。Remember which base RNA uses instead of T, and how to read the codon table.

2動かしてみようTry it

1. 「塩基数」12、「再生速度」1.0倍のまま再生し、初期状態の二本鎖で鋳型鎖(下)と相補鎖(上)の 5'/3' の向きと、A=T・G≡C の対合を確認する(必要なら「一時停止」で止める)。Play with "Bases" at 12 and "Speed" at 1.0×. In the starting double strand, check the 5'/3' directions of the template strand (bottom) and the complementary strand (top) and the A=T, G≡C pairing (use "Pause" if needed).
2. 「次へ ▶」で複製の段階に進め、ほどけた各鎖に新鎖(橙)が 5'→3' 方向に伸びる様子と、「複製完了：娘DNAが2本」での青い鎖と橙の鎖の組み合わせを観察する。Use "Next ▶" to step through replication. Watch the new strands (orange) grow 5'→3' on each unzipped strand, and look at how blue and orange strands are combined at "Replication done: 2 daughter DNAs".
3. 転写の段階で、RNAポリメラーゼが鋳型鎖だけを読んでmRNA(紫)をつくる様子を見て、下の配列表の「鋳型鎖」と「mRNA」を比べる。In the transcription stage, watch RNA polymerase read only the template strand to make mRNA (purple), and compare "Template" with "mRNA" in the sequence table below.
4. 翻訳の段階で、リボソームがmRNAを読む向き、tRNAのアンチコドンとコドンの対合、ポリペプチドが N末端→C末端 に伸びる様子を観察し、配列表の「ペプチド」を読み取る。In the translation stage, observe the direction in which the ribosome reads the mRNA, how tRNA anticodons pair with codons, and how the polypeptide grows from the N-terminus to the C-terminus; read "Peptide" in the sequence table.
5. 「塩基数」を 14、次に 24 に変え、配列表のmRNAとペプチドの変化と、14 のときの説明文を読む。Change "Bases" to 14 and then to 24, and read how the mRNA and peptide in the sequence table change, as well as the explanation shown at 14.

3確かめようCheck

1. 複製完了後の娘DNA①と②は、それぞれどの鎖からできていましたか。After replication, what strands made up daughter DNA 1 and daughter DNA 2?→ どちらも親鎖(青)1本と新鎖(橙)1本からできていた。これを半保存的複製という。Each was made of one parent strand (blue) and one new strand (orange). This is called semiconservative replication.
2. 鋳型鎖 3'-TAC GGC ATG AAA-5' から、どんなmRNAができましたか。What mRNA was made from the template strand 3'-TAC GGC ATG AAA-5'?→ 5'-AUG CCG UAC UUU-3'。鋳型鎖と相補的で、相補鎖 5'-ATG CCG TAC TTT-3' の T を U にかえた並びと同じになる。5'-AUG CCG UAC UUU-3'. It is complementary to the template and matches the complementary strand 5'-ATG CCG TAC TTT-3' with T replaced by U.
3. 翻訳でできたポリペプチドと、各コドンに対合したアンチコドンは何でしたか。What polypeptide was made in translation, and which anticodons paired with the codons?→ N-Met-Pro-Tyr-Phe-C。アンチコドンは(3'→5'で)UAC、GGC、AUG、AAA で、コドン AUG・CCG・UAC・UUU と相補的に対合した。最初の AUG はメチオニン(Met)になった。N-Met-Pro-Tyr-Phe-C. The anticodons (written 3'→5') were UAC, GGC, AUG and AAA, pairing with the codons AUG, CCG, UAC and UUU. The first codon, AUG, became methionine (Met).
4. 塩基数を 14 にしたとき、ペプチドはどうなりましたか。24 ではどうでしたか。What happened to the peptide when Bases was set to 14? What about 24?→ 14 では末尾2塩基(GA)がコドンにならず灰色で、翻訳されないため ペプチドは Met-Pro-Tyr-Phe のままだった。24 では8コドンとなり、N-Met-Pro-Tyr-Phe-Glu-Arg-Pro-Val-C になった。At 14, the last 2 bases (GA) do not form a codon, are shown in gray, and are not translated, so the peptide stayed Met-Pro-Tyr-Phe. At 24 there are 8 codons, giving N-Met-Pro-Tyr-Phe-Glu-Arg-Pro-Val-C.

4考えようThink further

1. コドンが3塩基でできているのはなぜだと考えられますか。塩基が4種類であることから説明しなさい。Why do you think a codon is made of 3 bases? Explain using the fact that there are 4 kinds of bases.→ 2塩基の組み合わせでは 4×4=16 通りしかなく、20種類のアミノ酸を区別できない。3塩基なら 4×4×4=64 通りあり、20種類のアミノ酸と終止の指定に足りる(同じアミノ酸を複数のコドンが指定する場合もある)。Two bases give only 4×4 = 16 combinations, not enough for 20 amino acids. Three bases give 4×4×4 = 64 combinations, enough for 20 amino acids plus stop signals (some amino acids are coded by more than one codon).
2. 鋳型鎖の塩基が1つだけ別の塩基に置きかわると、アミノ酸の並びにどんな影響が出る可能性があるでしょうか。If just one base in the template strand were changed to a different base, how might the amino acid sequence be affected?→ 相補則によりmRNAの対応するコドンの1塩基が変わるので、そのコドンが指定するアミノ酸が別のものになったり、終止コドンになって途中でポリペプチドが終わったりする可能性がある。コドン表によっては同じアミノ酸のままのこともある。By base pairing, one base of the matching mRNA codon changes, so that codon might code for a different amino acid, or become a stop codon and end the polypeptide early. Depending on the codon table, the amino acid may also stay the same.

よくある誤解Common misconceptions

• 「複製では、もとの二本鎖がそのまま残り、新しい二本鎖が別に1本できる」という誤解。実際は2本の娘DNAのどちらも親鎖1本＋新鎖1本からなる(半保存的複製)。"Replication keeps the original double strand and makes a completely new one." In fact, each of the two daughter DNAs has one parent strand and one new strand (semiconservative replication).
• 「mRNAは鋳型鎖と同じ塩基配列をもつ」という誤解。mRNAは鋳型鎖と相補的で、配列は相補鎖(非鋳型鎖)の T を U にかえたものと同じになる。"mRNA has the same base sequence as the template strand." mRNA is complementary to the template; its sequence matches the complementary (non-template) strand with T replaced by U.

用語（日本語 / English）Key terms (Japanese / English)