核の中には、生物のすべての性質を決める遺伝情報の１セット、ゲノムがありました。同じ個体であれば、すべての細胞が同じゲノムをもち、発生段階ごとに作られるmRNAが変化し、発現するタンパク質が変化することで発生を進めていましたね。

今回は、成体になったあと、ゲノムがどのように働いてくのかを見ていきましょう。

下の図は、ヒトの口の中にある「だ液腺の細胞の核」と、脳にある「下垂体の細胞の核」です。

だ液腺の核と下垂体の核には同じゲノムが含まれていますが、実は使う部分が全く異なっています。

だ液腺のほうでは、図のゲノム上部の〇で囲われた領域の遺伝子が使われます。この領域の塩基配列が転写されると アミラーゼのmRNA となり、翻訳されるとタンパク質、つまり アミラーゼ ができます。

一方、下垂体のほうも、同じようにアミラーゼを作る塩基配列を持ってはいます。しかし、下垂体でこの領域が使われずに、図のゲノム下部の〇で囲われた領域の遺伝子が使われます。この領域には、成長ホルモンを作る遺伝子があり、転写されると 成長ホルモンのmRNA となり、翻訳されると 成長ホルモン が作られていきます。

同じゲノムにも関わらず、細胞によって発現する遺伝子が異なり、細胞が特定の形や働きをもつようになることを細胞の 分化 といいます。

転写と翻訳によってタンパク質が合成される現象は、常に行われているかというと、そういうわけではありません。

たとえば、寝る子は育つという言葉があるように、子供の時というのは、寝ている時に成長ホルモンが多く作られます。そしてその状況に応じて、身長などが伸びて成長していきます。

このように、体の状況や細胞の状況に応じて、転写と翻訳を調節する働きのことを 発現調節機能 と呼びます。