14. 진핵생물의 게놈과 분자생물학

아 사흘째... 힘들다.

시험이 코앞이어도 힘들다.

이래서 뭐 되겠어... 뭐 이런 잡생각이 자동연상으로 떠오르지만
그래도 나는 무식하게 나의 길을 가련다. 

컨셉으로 정리정리!

이렇게 한 번 정리해놓으니 문제 풀 때 훨씬 도움된다.

정리 시작!

 

*진핵생물이 원핵생물과 다른 점

- 복잡한 DNA구조 (히스톤 단백질에 결합)

- 전사조절자리의 복잡성

- 단일시스트론성 DNA

- 인트론을 지님 : 선택적 스플라이싱, 즉 가공이 가능

- mRNA를 핵 밖으로 수송해야 함 (원핵은 세포소기관, 즉 핵이 없쟈네)

 

*진핵생물의 조절(의 역할)

-염색체 상의 변화

-전사 과정의 조절

-mRNA 가공의 조절

-mRNA 수송

-mRNA의 수명 조절

-번역의 조절

-단백질 활성 조절

-단백질 분해

 

*유전자 발현을 조절하려면 그 전제로 해야할 것

- 응축된 염색사가 풀려야 전사인자가 결합가능

- 어떤 유전자가 전사될지 결정되면 응축된 염색사 부위 중 일부 선택된 부위가 풀림

- 진정염색질 : 염색사가 풀린 애, 유전자 발현 잘 됨 = 전사인자 결합 가능, (진정하고 디엠줘 : 히스톤 고, 메틸 저)

- 이질염색질 : 염색사가 응축된 애, 꽁꽁 묶여있어서 발현이고 결합이고 모두 불가능 (히스톤 저, 메틸 고)

 

-히스톤 수준

-- H1 단백질이 뉴클레오좀에 결합하는지 여부에 따라 염색질 응축이 조절됨

-- 아세틸화 (-COCH₃) : 히스톤 리신기에 아세틸화가 일어나면 리신기의 양전하가 사라져 히스톤과 인산의 결합이 느슨, 고로 DNA=염색사 가 스르르 풀림

 

-DNA 수준

-- 5'-CpG-3' 서열의 시토신에 메틸화가 일어나면 결합단백질들이 염기를 못 알아보게 됨 (메틸화는 투명망또!)

-- 메틸화가 일어난 서열의 염기는 발현 억제

-- 포유동물의 70~80% 의 시토신이 메틸화 되어 있음 

 

*전사 과정의 조절

- 유전자 앞 부분에 RNA합성효소가 붙는 프로모터(조절부위)서열이 있음

- 프로모터 주변에 전사인자 결합 서열이 있어 RNA합성효소의 결합을 조절함

- 세포마다 조절서열에 특이적 전사인자들이 결합, 각 세포마다 특정 유전자 발현을 유도

 

- 특수 전사인자 : 억제자(Repressor)와 활성자(Activator), 1억짜리 황금 활~ 일본행 비행기 또는 미국행 비행기에 있다.

-- 근거리 서열 : 조절 서열 (Regulatory sequence), 일본행 비행기에 조정석이 타고 있네 

-- 원거리 서열 : 침묵 서열(Silencer sequence), 증폭 서열(Enhancer sequence), 미국행 비행기 증기폭발,모두 마스크

 

- 일반 전사인자 : TATA박스에 결합하는 인자로, 전사개시할때 RNA합성효소와 늘상 결합하여 복합체 만듦

 

-활성자의 조절

--원거리 증폭서열에 활성자가 붙는다! (또는 근거리 조절서열에 활성자가 붙는다.???)

--HMG 단백질들이 DNA 구부려서 활성자와 프로모터 가까이 둠

--히스톤조절단백질, 매개자 단백질이 붙어서 가까이 다가온 프로모터(TATA박스)의 히스톤 제거

--RNA합성효소가 일반전사인자들과 히스톤제거된 TATA박스에 붙어서 전사개시

 

-억제자의 조절

--원거리 침묵서열에 억제자가 붙는다. (또는 근거리 조절서열에 억제자가 붙는다???)

--HMG 단백질들이 DNA 구부려서 억제자와 프로모터 가까이 둠

--매개자 단백질이 붙어서 프로모터(TATA박스)에 찰싹 붙어서 RNA합성효소가 결합하지 못하게 하여 전사억제

 

*RNA 가공 - 선택적 스플라이싱

-1차 전사체가 선택적 스플라이싱을 통해 여러가지 mRNA들이 될 수 있음 (1개의 유전자가 다양한 단백질 합성)

 

*RNA 수송

-핵 속에서 가공이 끝난 mRNA를 선택적으로 핵 밖으로 수송

-mRNA의 3'UTR 위치제공서열 (Zip code)에 운동단백질이 결합, mRNA가 세포골격(미세소관)을 따라 세포질의 특정 위치로 이동, 필요한 근처에서 단백질 번역

 

*mRNA 수명조절

-mRNA의 3'말단에 조절단백질들이 결합, mRNA의 안정성 조절

-세포에 필요한 단백질 양이 많으면 mRNA 수명도 길어짐

 

*번역조절

-mRNA가 2차구조를 형성하거나 단백질들이 붙어, 리보솜이 mRNA에 결합하거나 번역하는 과정에 영향줄 수 있음

 

*miRNA (micro RNA)

- 진핵세포에서 발견되는 짧은 외가닥 RNA

- 유전자에서 (1차) pri-miRNA를 전사한 후 머리핀 구조를 잘라 (전구) pre-miRNA로 가공함 --> 핵 안에서, RNA합성효소2가 전사함

- pre-miRNA가 세포질로 나오면 Dicer가 짧은 이중가닥 RNA로 싹둑

- 잘린 이중가닥 RNA를 외가닥으로 벌려 RISC에 장착

--miRNA가 특정mRNA에 완전히 상보적 결합 : 표적 mRNA 분해

--miRNA가 특정mRNA에 대충 상보적 결합 : 리보솜 결합을 막아 번역 억제

cf) RISC : RNA Induced silencing complex

*siRNA (small interfering RNA)

- 이중가닥 RNA 지만 양 끝에 2~3개의 외가닥 서열이 있음

- 세포밖에서 유입되거나 세포질에서 우연히 긴 이중가닥 DNA 생김

- Dicer가 짧은 이중가닥 DNA로 싹둑 해주면 siRNA로 변신

- siRNA 외가닥으로 벌려 RISC 장착시 miRNA처럼 표적 mRNA의 발현 억제 가능

 

*단백질 활성의 조절

- 비가역 조절

- 가역 조절

- 조절 단백질 조절

- 알로스테리 조절

 

*단백질 분해

- 세포질에서 분해될 단백질에다 유비퀴틴을 공유결합으로 똬악 (주홍글씨 박듯이)

- 유비퀴틴 있는 단백질들을 전기영동시 정상단백질보다 윗쪽에 더 여러개 밴드가 생성됨

- 표지된 단백질들은 원통형 프로테아좀(단백질 분해 복합체) 내부공간으로 들어가 짧은 펩티드 단위로 분해되어 방출

- 분해되고 난 펩티드들은 올리고펩티드 라고 불림

 

이렇게 느리게 공부해서 언제될까 싶지만...

꾸역꾸역꾸역꾸역...

그래도 안하는 것 보다 낫지.

조금이라도 익히잖아!

배울 학, 익힐 습

학습!