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LEFT: Microscopic observation of the rotational motion of DNA caused by transcription. (Courtesy of Y.Harada, O.Ohara, A.Takatsuki, M. Itoh, N. Shimamoto and K.Kinoshita)
RIGHT: An animation of transcription complex during elongation used in this
single-molecule based assay of helical movement. During RNA synthesis one
nucleotide of DNA is read by the catalytic center of the enzyme that is
fixed on the surface. Since the nucleotides are arranged helically, the
continuous reading by the center in one direction rotates and hauls DNA. A
magnetic bead that is attached to the DNA. Since DNA is mildly stretched by
the magnetic force, the torque is transmitted to the bead. The rotation of
the magnetic bead is observed by the satellite motion of the tiny but
visible fluorescent bead. Theoretically the synthesis of 10.5 base of RNA
causes one revolution. RNA is attached by ribosome molecules in a cell and
has much bigger momentum. What actually rotates is, therefore, an RNA
polymerase molecule rather than DNA and RNA.
(by N. Shimamoto)
（左）実験で得られた実際の回転運動（映像提供： Y.Harada, O.Ohara, A.Takatsuki, M. Itoh, N. Shimamoto and K.Kinoshita）
（右） 転写の時に、RNAが伸びるのに従って、DNAと RNAポリメラーゼが回転するこ とを証明するための実験と予想されることがらのアニメーション。 遺伝子である２本 鎖DNA内では、塩基がラセンの形をしているために、塩基を一つずつ一方向にRNAポリ メラーゼが読んでいくためには、RNAポリメラーゼが固定されているので、DNAは回転 しなければならない。DNAの先には磁気ビーズが接着してあり、磁気を用いてDNAが折 れ曲がらないようにしているので、回転トルクが磁気ビーズに伝わり、磁気ビーズに くっついている小さな蛍光ビース（蛍光を出すので左では黒点として見える）が周回 運動をする。１０．５塩基読む毎に一回転する計算になる。実際に細胞の中では、 RNA上にはリボソームが結合するためにDNAとRNAは重くなり、相対的に軽いRNAポリメ ラーゼが回転する。
(解説文：嶋本伸雄）