놀면서 공부하기

이번 포스트에서는 진핵샐물에서 번역 개시과정이 조절되는 방식들에 대해 알아보자.  일반적으로 진핵생물의 경우 DNA에서부터 단백질이 합성되기까지는 몇 시간이 걸리므로, 아예 단백질을 다 만들고 나서 이 녀석의 활성을 control하는 것보다는(post-translational modification) 그 이전 step에서 control이 이루어지는 편이 더 효율적일 수 있음. (물론 그럼에도 단백질 합성 후 control도 많이 존재함)  일반적으로 translation 수준에서의 control은 대부분 initiation step에서 많이 이루어짐.    phage의 일종인 MS2는 아래와 같은 이차구조를 이루고 있는 mRNA를 가지고 있음.     보면 Coat gene으로부터 만들어진 RNA에 의해..

이번 포스트에서는 저번 포스트에 이어 나머지 translation initiation factor들에 대해 알아보자.   functions of eIF1 and eIF1A    앞서 간단히 언급했던 것처럼 eIF1과 eIF1A는 ribosome 소단위체가 mRNA를 scan할 수 있도록 해줌. 일반적으로 eIF1과 eIF1A는 40S subunit과 mRNA간의 불안정한 complex 형성은 방해하고 안정적인 48S complex의 형성은 촉진시키는 역할을 하기도 함.   이 녀석들의 역할에 대해 확인하기 위해서 toeprint assay를 수행할 수 있음.      위 그림에 toeprint assay의 대략적인 과정이 나타나 있음. 이 방법에서는 기본적으로 mRNA에 붙는 primer와 함께 reve..

이번 포스트부터는 진핵생물 번역개시에 관여하는 각종 factor들에 대해 알아보자. eukaryote에서의 translation initiation 과정을 간략히 나타낸 그림이 위와 같음. 우선 eIF3는 40S ribosomal subunit에 붙어 60S subunit과의 reassociation을 막아주고, 동시에 eIF6는 60S subunit에 붙어 40S subunit과의 reassociation을 막아줌. 한편 GTP가 붙은 상태의 eIF2는 Met-tRNA를 ribosome으로 데려오는 역할을 함. 이후 eIF2의 GTP가 hydrolysis되고 나면 eIF2는 40S subunit으로부터 release됨. 이 때 가수분해에 의해 생성된 GDP에는 (GEF[guanine nucleotide..

이번 포스트부터는 진핵생물에서 일어나는 번역 개시(translation initiation) 과정에 대해 알아보자. eukaryote에서의 translation initiation은 bacterial translation initiation과 꽤나 차이가 있음. 대표적인 차이를 나열하자면 1) N-formyl-methionine 대신 그냥 methionine이 충전된 tRNA가 처음에 recruit되고 2) shine-Dalgarno sequence 대신 Kozak sequence가 있으며 3) mRNA의 5' end에 cap이 있어 initiation에 핵심적으로 작용한다는 것 등임. 그런데 1)에 나타난 특성에도 불구하고 initiating tRNA와 interior tRNA는 서로 다른 특성을 가짐..

이번 포스트에서는 30S initiation complex가 형성된 이후에 일어나는 일들에 대해 알아보도록 하자. formation of the 70S initiation complex 30S initiation complex가 형성된 이후에는 아래와 같은 일련의 과정을 거쳐서 70S initiation complex가 형성됨. 보면 30S initiation complex에서 IF1, 3이 다시금 떨어져 나가면서 드디어 50S subunit이 다시 30S subunit과 결합하게 되고, 뒤이어 IF2에 있는 GTP가 GDP로 가수분해되면서 IF2도 떨어져 나가게 됨. 이렇게 해서 생성되는 것이 70S initiation complex이며, 이 complex는 active해서 바로 translation을..

이번 포스트에서는 지난 포스트에 이어서 30S ribosomal subunit에 mRNA가 어떻게 결합할 수 있는지에 대해 알아보도록 하자. 앞서 살펴봤던 것처럼 30S initiation complex 형성 시 mRNA도 같이 들어옴. 그렇다면 도대체 30S ribosome 부위는 mRNA의 어떤 부분을 인식하고 mRNA를 끌어들이는 것일까. 결론적으로 원핵생물에서 30S initiation complex 형성 시 인식되는 mRNA 부분은 Shine-Dalgarno sequence라는 것이 알려져 있음. 이 sequence의 존재를 처음 알게 된 실험 결과가 아래에 나타나 있음. 실험 idea는 매우 간단함. bacteria가 가진 16S rRNA(30S subunit을 이루는 요소)의 3' seque..

이번 포스트에서는 지난 포스트에 이어서 tRNA 충전 이후 일어나는 박테리아에서의 번역 개시 과정에 대해 알아보자. Dissociation of ribosomes into two subunits 일단 tRNA의 충전이 일어나고 나면 그 다음에는 본격적으로 ribosome 수준에서의 반응이 일어남. 위와 같은 일이 처음에 일어나는데, 간단히 설명하자면 처음에는 붙어있었던 50S, 30S subunit들이 RRF, EF-G에 의해 분리되고, 뒤이어 30S subunit에 결합한 IF3 때문에 50S가 30S에 다시 붙는 것이 방지됨. (즉, reassociation이 방지됨) 이제 이와 관련된 실험에 대해 살펴보자. 위와 같이 4가지 동위원소를 사용한다고 생각해보자. 이 때 앞의 3개는 non-radioac..

이번 포스트부터는 mRNA로부터 단백질이 만들어지는 과정인 translation(번역)의 개시 과정에 대해 알아보도록 하자. 먼저 bacteria system에서의 translation initiation에 대해 알아보자. bacteria에서의 translation initiation 과정을 간략히 나타내면 위와 같고, 이 과정 하나하나에 대해 지금부터 살펴볼 것임. 참고로 이 때 50S로 표현된 것이 ribosome의 large subunit, 30S로 표현된 것이 ribosome의 small subunit임. 이 때 bacteria의 경우 23S rRNA가 large subunit 내에, 16S rRNA가 small subunit에 포함되어 있다는 것도 상식적으로 알아두자. tRNA charging ..

이번 포스트부터는 행동유전학(behavioral genetics)에 대해 알아보도록 하자. 일반적으로 행동에 관한 유전적인 정보를 얻기 위해서, 특정 gene을 knock-out 시킨 후 행동 변화를 관찰하는 경우가 많음. 이 때 model system으로 주로 초파리, C. elegans 등을 사용함. (이는 이들 model들이 원숭이, 인간 등의 비싸고 자라는데 시간이 오래걸리는 model system에 비해 훨씬 실험하기에 용이하기 때문임) 이러한 model 생물들의 경우 자기들끼리만 교배시키다 보니 genetic variation이 그렇게 크지 않음. (homozygonic한 경우가 대부분) 그럼에도 behavior character가 종종 다르게 관찰됨. (이는 아마 epigenetic한 fac..

이번 포스트에서는 전사 이후(post-transcriptional)에 일어나는 조절 과정들에 대해 알아보자. alternative splicing (대체 스플라이싱) 위 그림은 alternative splicing의 과정을 보여주고 있음. 보면 splicing이 되는 과정에서 위와 같이 intron으로 인식되어 잘려나가는 부위가 다양할 수 있고, 그 결과 만들어지는 mature mRNA도 달라질 수 있음. 이런 기작에 의해 한 gene으로부터 여러 protein들이 만들어질 수 있음. (실제로 exon 수가 많으면 많을수록 더 다양한 protein을 생성해내는 것이 가능할 것임) alternative splicing과 관련한 대표적인 예 중 하나가 바로 위 그림에 묘사되어 있는 fly의 Dscam gen..