5' 非翻訳領域

5'非翻訳領域（five prime untranslated region、略称: 5' UTR）は、成熟したメッセンジャーRNA (mRNA) 分子において、実際にタンパク質へと翻訳される情報を持つコーディング領域よりも上流に位置する、タンパク質に翻訳されない部分を指します。

この領域は、遺伝子の転写が開始される最初の地点から始まり、タンパク質合成の開始を指示する特定のトリプレット配列である開始コドンの一つ手前の塩基配列でその終端を迎えます。5' UTRは単なる構造的な端に留まらず、mRNAからタンパク質への翻訳過程、ひいては遺伝子発現のレベルを精密に調節するための多様なシグナル配列や構造を含んでいます。

翻訳開始の機構は生物種によって異なります。例えば、原核生物のmRNAの5' UTRには、シャイン・ダルガノ配列と呼ばれる特定の塩基配列が存在します。この配列はリボソームがmRNA上の適切な位置に結合するための重要な認識部位として機能し、正確な翻訳開始に不可欠です。一方、真核生物の場合、mRNAの5'末端にはキャッピングと呼ばれる特殊な構造が付加されます。このキャップ構造がリボソームをmRNAの5'端へと誘導し、mRNA上をスキャンさせて開始コドンを見つけさせる主要な役割を果たします。さらに、開始コドンの周辺にはコザック配列と呼ばれるコンセンサス配列が存在し、これもリボソームが正しい開始コドンを選択し、効率的に翻訳を開始する上で重要な寄与をしています。

5' UTR内には、これらの基本的な翻訳開始機構を補完し、あるいは独立して機能する様々な翻訳制御エレメントが同定されています。代表的なものとして、mRNAの5'末端からのスキャンを必要とせず、内部から直接リボソームが結合して翻訳を開始できる構造であるIRES (internal ribosome entry sites) があります。また、リボスイッチ (riboswitch) は、特定の低分子化合物などに結合することでmRNA自身の立体構造を変化させ、翻訳のオン・オフを切り替える機能を持ちます。さらに、主要なコーディング領域の上流に存在する短い読み枠であるuORF (upstream open reading frame) も、下流の本命のタンパク質の翻訳効率を負に調節することが広く知られています。

このように、5' 非翻訳領域に存在する多様な配列や構造を介した翻訳調節は、細胞が環境の変化や発生段階に応じて必要なタンパク質の量をきめ細かく制御するために不可欠です。これは、細胞の代謝経路の動的な調節や、細胞が特定の機能を持つ細胞へと分化していく複雑なプロセスなど、生命活動における広範かつ重要な現象において中心的な役割を担っていると考えられています。

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