[분자생물학] 10.3 : 진핵생물의 promoter - 2

 

 

이전 포스트에서 core promoter에 대해 알아봤으니 이제 proximal promoter element들에 대해 알아보자.

 

 

core promoter와 proximal promoter 사이에는 큰 차이점이 존재하는데, proximal promoter의 경우 core promoter와 달리 orientation-independent함. 이 때 orientation-independent의 의미는 promoter의 sequence가 어디서 시작하는지에 상관없이 기능이 그대로 유지된다는 뜻임. (즉, proximal promoter의 경우 서열을 거꾸로 뒤집어도 기능은 거의 그대로임)

 

 

 

 

한편 위 데이터는 앞서 소개한 linker scanning mutagenesis의 결과인데, 이전에 설명했듯 -29, -21 부근의 서열을 없앴을 때 전사가 잘 일어나지 않는 것은 TATA box의 부재 때문이라고 했었음. 한편 이 밖에 -56부근, -100 근방을 deletion한 경우에도 linker scanning signal이 흐리게 나타나는 것을 볼 수 있는데, 이를 통해 이 부위에 proximal promoter element가 존재하고 있으며, 이들이 전사가 잘 일어날 수 있도록 역할을 수행한다는 것을 알 수 있음. (참고로 proximal promoter element의 대표적인 예가 바로 GC box임)

 

 

 

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다음으로 rRNA gene의 앞쪽에 존재하는 class I promoter에 대해 알아보자. class I promoter의 경우 종에 따라 보존되어 있는 공통적인 sequence가 거의 존재하지 않음. 다만 promoter 내의 general architecture는 잘 보존되어 있음.

 

 

 

 

위 그림은 linker scanning analysis를 통해 rRNA gene의 어느 부위가 중요한지를 파악한 것인데, 보면 UPE(upstream promoter element)라고 하는 영역과 Core라고 하는 영역이 전사 개시에 매우 중요하며 잘 보존되어 있음을 알 수 있음. 또한 UPE와 Core 사이의 거리 자체는 매우 잘 보존되어 있음.

 

 

 

 

마지막으로 class III promoter에 대해 알아보자.

 

 

class III promoter는 매우 독특한 특징을 가지고 있는데, 이들의 대부분은 gene 내부에 존재함. 즉, promoter가 대부분 전사 시작부위보다 downstream에 존재함.

 

 

그렇다면 class III promoter가 대부분 downstream에 위치하고 있다는 것을 어떻게 알게 되었을까. 이에 대한 단서를 제공해주는 실험 결과가 아래에 제시되어 있음.

 

 

 

 

 

위 그림은 전사체를 보기 위해 gel 전기영동을 한 결과를 나타내주고 있음. 이 때 위 그림 맨 아래쪽에 나온 숫자는 무슨 의미일까. 숫자가 n이라 한다면 DNA 중 +1~+n까지를 deletion한 것을 뜻함.

 

 

WT에서는 5S rRNA에 해당하는 band가 강하게 나옴. (5S rRNA gene은 class III promoter를 가지는 대표적인 gene 중 하나임) 이후 서열들을 점차 없앤 결과를 봤을 때 1~50까지를 없앴을 때는 5S rRNA가 WT과 비슷했지만 55~77구간을 없앴을 때는 전사량이 확연히 감소함. 이를 통해 +55~+77에 해당하는 영역에 5S rRNA gene의 전사와 관련된 promoter, 즉 class III promoter가 있다는 것을 알게 됨.

 

 

 

 

한편 class III promoter는 다시 위 그림에 나타난 것과 같이 type 1, type 2, type 3로 나눌 수 있음. (위 그림에서 파란색으로 표시된 것이 promoter임)

 

 

type 1의 경우 5S rRNA gene의 promoter가 이에 해당됨. type 1 promoter는 Box A, short intermediate element, Box C로 이루어져 있음. type 2의 경우 tRNA gene 혹은 VA RNA gene의 promoter가 이에 해당됨.

 

type 2 promoter는 box A, box B로 이루어져 있음. 한편 type 3는 5S rRNA, tRNA, VA RNA gene을 제외한 gene 중 RNA polymerase III에 의해 전사되는 gene들(대표적으로 human U6 snRNA gene)의 promoter들임.

 

type 3는 사실 non-classical promoter라고도 불리는데, type 1, type 2와는 달리 gene의 upsream에 promoter가 위치하고 있으며 TATA box도 가지고 있기 때문임. (classic한 class III promoter는 gene의 downstream에 위치하고 있는데 type 3의 경우 gene의 upstream에 위치하고 있으므로 'non-classic'으로 불러줌)

 

 

 

다음 포스트에서는 진핵생물의 enhancer와 silencer에 대해 알아보도록 하자.