[분자생물학] 6.2 : 원핵생물의 transcription initiation(전사 개시) - 5

 

 

이번 포스트에서는 core enzyme의 일부인 alpha subunit이 하는 역할을 알아보자. 이 subunit은 결론적으로 앞서 살펴봤던 UP element를 인식하게 됨. 그렇다면 이는 어떻게 밝혀진 것일까. 

 

 

 

이 때 rrnB P1 line에 transcript가 정렬되게끔 setting되어 있는 것이므로 그 line에서의 band 굵기를 살펴보는 것을 통해 transcription이 잘 일어났는지의 여부를 확인 가능함.

 

 

한편 이 때 첫 번째 set의 전기영동 결과는 wild-type RNA polymerase를 사용한 것이고 두 번째 set의 전기영동 결과는 alpha-235 polymerase(alpha subunit C terminal에 94개 amino acid가 결실된 상태)를 사용한 것임. 그리고 마지막 set에서 R265C는 alpha subunit 중에 아미노산 R 하나를 C로 치환한 것임.

 

 

우선 wild-type RNA polymerase를 사용한 결과를 보자. 이 때 -88 promoter(정상 promoter)를 사용했을 때는 선명한 band가 관찰됨. 그러나 SUB(rrnB P1 promoter의 UP element 부위가 다른 것으로 치환된 경우)이나 -41 promoter(아예 UP element가 deletion된 경우)의 경우 band가 매우 약하게 나타남. 즉, 이 실험 결과를 통해서는 UP element가 존재할 때 모종의 과정에 의해 전사가 촉진된다는 것을 알 수 있음.

 

 

다음으로 alpha-235 polymerase를 사용했을때의 결과를 보자. 이 경우 정상적인 promoter를 사용했는데도 band가 약하게 나옴. 이 때 앞서와 다른 점은 alpha subunit의 C terminal 부분 amino acid가 결실되어있다는 것 밖에 없음. 따라서 앞서의 결과와 이 결과를 종합해보면 alpha subunit의 C terminal 부분이 UP element를 인식하고 결합하여 결과적으로 전사를 촉진한다는 것을 알 수 있음. (참고로 R265C를 사용한 경우에도 전사정도는 급감하는데, 이를 통해 염기 한개의 변화만으로도 alpha subunit이 UP element를 인식하지 못하게 될 수도 있다는 것을 알 수 있음)

 

 

 

 

 

한편 위 그림에 나와있는 것과 같이 DNA만 있는 sample, 점차 많은 양의 alpha subunit을 넣은 sample들의 footprint를 관찰한 결과 -45~-65 사이 구간에 alpha subunit이 결합한다는 것을 확인할 수 있었음.

 

 

(참고로 위 그림 오른쪽에 나타난 것과 같이 alpha subunit에 더해 전체 RNA polymerase를 다 넣어주게 되면 앞서 나타났던 footprint 뿐 아니라 sigma subunit의 결합에 의해 -10, -35 부위에서도 footprint가 나타난다는 것을 확인할 수 있음)

 

 

 

 

 

실제로 alpha subunit이 UP element을 인식하는 것을 모식도로 나타낸 것이 위 그림과 같음. (이 때 alpha subunit 중에서도 C terminal에 해당하는 부분이 UP element를 인식한다는 것을 알 수 있음)

 

 

 

 

다음 포스트부터는 이제 원핵생물에서의 전사 신장(transcription elongation) 과정에 대해 알아보자.