[생화학] 7.8 : DNA supercoil, nucleotide들의 다른 기능

 

 

이번 포스트에서는 DNA supercoil과 nucleotide의 다른 기능들에 대해 알아보자.

 

 

 

우선 DNA supercoil에 대해 알아보자.

 

 

 

 

위 그림의 왼쪽에는 typical한 DNA인 right-hand helix가 나타나 있음. 그런데 이들의 일부를 푼 채로 전체 closed DNA를 놔두게 되면 위 그림 가운데와 같이 DNA supoercoil이 발생하게 됨. (특히 이 경우 negative supercoil이 발생함)

 

 

 

 

특히 예를 들어 DNA가 풀리는 방향으로 3바퀴 풀어줄 시 총 3번 cross되는 negative supercoil이 관찰되게 됨.

 

이 밖에 반대로 DNA 그 자체를 감기는 방향대로 더 꼬게되면 supercoil 방향이 반대가 되어서 positive supercoil이 형성되게 됨.

 

 

이러한 supercoil은 packing 그 자체에도 도움을 주며, 그 밖에 위 그림과 같이 supercoil이 풀리는 과정에서 다시 strand의 separation이 일어나게끔 해서 transcription을 activation시켜주는 효과도 있음.

 

 

 

 

위 그림에서 Lk는 linking number로 이 number가 200이라는 것은 base pair가 200개라는 뜻임. 이 때 만약 Lk가 2만큼 줄어들게 된다면(즉, 2개만큼 풀리게 된다면) Lk가 198이 되고 그 결과 negative supercoil이 얻어지게 됨. 반대로 Lk가 2만큼 늘어나게 된다면 Lk가 202가 되고 그 결과 positive supercoil이 얻어지게 됨.

 

 

 

다음으로 nucleotide의 다른 기능들에 대해 알아보자.

 

 

 

 

nucleotide는 위와 같이 energy source로 쓰일 수도 있음.

 

 

 

 

위 표에는 각종 purine compound들의 concentration이 나타나 있음. 보면 ATP가 다른 녀석들에 비해서도 압도적으로 많음을 알 수 있음. (거의 mM 수준)

 

 

 

 

그 밖에 nucleotide들은 위와 같이 coenzyme으로 쓰일 수도 있음. 보면 coenzyme A의 경우 특히 ADP moiety가 있으며, 그 밖에 NAD+, FAD 등도 nucleotide moiety가 있음을 알 수 있음.

 

 

 

 

그리고 위와 같이 cAMP, ppGpp, cGMP등도 nucleotide origin임. 이 때 ppGpp는 3', 5'에 다 phosphate가 달려있는 guanine base의 nucleotide임.

 

 

 

실제로는 위 그림과 같이 bacteria에게 stress가 가해질 시 ppGpp의 분비량이 증가하고, 그 결과 이 녀석의 작용에 의해서 stress resistance와 관련된 gene의 expression이 증가하게 됨.

 

 

 

 

그 밖에 진핵생물의 경우 외부로부터 pathogen이 침투할 시 cGAS의 활성화에 의해서 cGAMP라는 secondary messenger 양이 많아지게 되고 그 결과 STING에 이 녀석이 binding되어서 inflammatory cytokine의 발현이 촉진되게 됨.

 

 

 

다음 포스트에서는 DNA 합성(DNA synthesis)에 대해 알아보자.