놀면서 공부하기

이번 포스트에서는 transcription(전사) 수준에서 일어나는 조절 과정에 대해 알아보자. 위 그림은 eukaryote가 가지고 있는 beta-globin gene의 구조를 나타내주고 있음. 이 중 GC box, CAAT box와 같은 부분은 proximal control element(enhancer)로, 이 서열들은 cis-acting factor, 그 중에서도 gene-specific한 factor에 해당함. 한편 그 뒤쪽에 존재하는 TATA box는 core promoter로 불리며, 이 box는 gene에 상관없이 거의 동일하며 이곳에 RNA polymerase가 붙게 됨. 일반적으로 proximal control element와 core promoter를 합쳐서 promoter라고 부름...

이번 포스트에서는 chromatin remodeling (염색질 리모델링)에 대해 알아보자. eukaryotic DNA의 경우 총 길이는 2m임. 그런데 이 녀석이 그냥 linear한 상태로 존재하고 있지는 않고, 실제로는 위 그림과 같이 histone에 감긴 상태로 존재하고 있음. 이 때 위 그림에 나타난 바와 같이 DNA가 8개의 core histone에 감겨 형성되는 구조를 nucleosome이라 함. 실제로 이 nucleosome이 형성되면 자연스레 감기는 힘이 생겨 DNA가 더 condense될 수 있고, 그 결과 chromatin이 생기게 됨. 참고로 진핵생물에서 repressor가 거의 없는 이유는 굳이 repressor를 쓸 필요없이 그냥 DNA를 응축시켜버리는 방법을 사용해 DNA exp..

이번 포스트부터는 진핵생물에서 일어나는 유전자 조절 기작에 대해 알아보자. eukaryote의 경우 특정 시간, 특정 공간, 심지어 특정 환경 하에서만 특정 gene이 발현됨. 이 밖에, gene size가 prokaryote에 비해 일반적으로 크다는 특징도 있음. 위 그림에는 eukaryote에서의 gene expression 과정이 나타나 있음. 일단 prokaryote와는 달리 eukaryote에서는 chromatin 구조가 관찰되며, prokaryote는 polycistronic한 반면 eukaryote는 monocistronic하다는 특징이 있음. 이 밖에 prokaryote는 exon, intron system이 존재하지 않는 반면 eukaryote에서는 존재하고, RNA processing또..

이번 포스트에서는 piRNA, miRNA에 의한 조절 기작에 대해 알아보자. piRNA 한편 앞서 봤던 PIWI domain에 결합 가능한 Piwi-interacting RNA(piRNA)라는 녀석도 존재하는데, 이 녀석은 특히 germ cell에서 많이 관찰되며 transposon을 regulation해주는 역할을 주로 수행함. (이 때의 regulation도 일종의 RNAi process를 따름) germ cell은 특히 매우 정교하게 잘 조절되어야 발생이 잘 일어날 수 있으므로 piRNA등에 의한 정교한 regulation이 필수적임. miRNA 이제 마지막으로 microRNA(miRNA)에 대해 알아보자. 동물에서는 miRNA가 특정 mRNA의 3' UTR 부분 일부와 완벽하지 않게(듬성듬성하게)..

이번 포스트에서는 RNAi(RNA interference) 기작에 대해 알아보자. RNAi와 관련된 흥미로운 예시가 있는데 바로 페투니아임. 페투니아의 색을 더 예쁘게 만들기 위해 사람들은 색깔을 내는 gene을 transgene의 형로 더 넣어줌. 그랬더니 오히려 아래와 같이 색깔이 없어져버림. 이 현상이 RNAi와 관련되어 있음. 위 실험 결과가 RNAi의 효과를 아주 잘 보여주고 있음. 위 실험에서는 C. elegans ovary에서 특정한 mRNA의 전사량을 in-situ hybridization을 통해 시각화함. 이 때 처음에는 mRNA에 상보적인 antisense RNA를 넣어주면 ds가 생성되고, ds가 생성된 mRNA의 활성이 떨어질 거라 예상함. 실제로 (c)에서와 같이 mRNA의 활성도..

이번 포스트에서는 지금까지 살펴보지 않았던 다양한 post-trasncriptional regulation 기작들에 대해 알아보자. 실제로 많은 경우 post-transcriptional control을 통해 mRNA의 stability가 조절되게 됨. 위 표를 보면 Casein mRNA의 경우 다른 mRNA보다도 특별히 prolactin이 있을 시 RNA half-life가 비약적으로 증가하는 것을 볼 수 있는데, 이것도 다 post-transcriptional control에 의해 발생하는 현상임. post-transcriptional control과 관련해서 흥미로운 예시가 있음. 바로 transferrin receptor의 mRNA stability와 관련된 내용임. 우선 이에 대해 이해하기 전에..

이번 포스트에서는 RNA editing에 대해 알아보자. 위 그림에 나타난 것처럼 특정 DNA 서열과 RNA 서열을 비교해보던 도중 뭔가 맞지 않는 부분이 관찰됨. 처음에는 이것이 pseudogene(돌연변이 되어 더 이상 기능을 하지 못하는 gene의 duplicate copy) 혹은 cryptogene(incomplete gene)에 의해 나타나는 결과일 것이라 생각함. 그러나 차후 실험을 통해 일단 DNA의 저 서열에 상보적인 RNA로 처음에는 전사가 되지만, 이후 post-transcriptional editing에 의해 추가적인 염기가 (이 경우에는 U) 삽입되어 이런 현상이 발생했다는 것을 알게 됨. 이를 RNA editing이라고 부름. 위 그림은 극단적인 예를 보여주고 있는데, 분홍색으로 ..

이전 포스트까지 배웠던 processing event 이외에도 사실 다양한 processing들이 존재함. 예를 들어 trans-splicing과 같은 현상(지금까지 봤던 splicing은 모두 cis-splicing임), rRNA, tRNA에서만 일어나는 독특한 processing 과정 등이 그것임. 그 밖에 완전히 posttranscriptional하게 일어나는, RNAi와 같은 process들도 존재함. 지금부터 이에 대해 하나하나 알아보자. ribosomal RNA processing 실제로 양서류의 일종인 Newt의 rRNA 전사 과정을 직접 눈으로 관찰할 수 있는데, 위 그림 왼쪽과 같이 관찰됨. 보면 어떤 부위에서는 매우 extensive하게 전사가 일어나고, 반면 화살표로 NTS(non-t..

이번 포스트에서는 poly A 꼬리와 전사 종결 간의 연관성에 대해 집중적으로 알아보자. 우선 (a)부터 살펴보자. 이 경우 northern blot을 통해 전사체의 양을 파악하였고, 특히 WT과 polyadenylation site를 없애버린 mutant의 전사체 양을 비교함. 그 결과 polyadenylation site를 없앤 mutant의 전사체 양이 확연히 적었음. 사실 이 결과는 다양하게 해석될 여지가 있지만 본 연구자들은 이게 아마 poly A tail의 부재에 의해 전사의 termination이 제대로 일어나지 않아서 발생한 현상일 것이라고 생각하고 (b), (c)와 같은 실험을 추가적으로 수행함. (b), (c) 실험은 nuclear run-on transcription analysis임..

이번 포스트에서는 mRNA processing 과정이 RNA 전사와 어떤식으로 관련되어 있는지에 대해 알아보자. chapter 14에서 살펴본 splicing, polyadenylation, 5' capping은 모두 CTD와 관련되어 있었음. 따라서 위 그림과 같이 RNA polymerase II의 CTD가 일종의 processing platform으로 작용해서 processing을 매개하지 않을까 생각하게 됨. splicing, 5' capping은 명백히 co-transcriptional process임. splicing의 경우 앞서 봤던 것처럼 CTD의 도움을 받아 assemble된 여러 splicing factor들에 의해 일어남. 한편 capping의 경우에도 마찬가지이고, 특히 capping..