놀면서 공부하기

이번 포스트부터는 splice site selection에 대해 알아보자. snRNP만 있어서는 exon-intron boundary에 충분히 강하게, 그리고 특이적으로 결합하지 못함. 따라서 snRNP의 binding을 도와주는 additional한 splicing factor들이 필요함. 우선 이와 같은 논의를 하기 위해서는 spliceosome의 작용 방식과 관련되어 있는 exon definition과 intron definition이 무엇인지에 대해 알아야 함. 하나하나 살펴보자. exon definition의 경우 쉽게 말하면 exon을 인지해서 intron을 잘라내는 mechanism을 의미함. 그렇기에 위 그림 (a)와 같이 특정 exon-intron boundary site를 변형시키게 되..

이번 포스트에서는 spliceosome cycle에 대해 알아보자. 앞서 말한 것처럼 spliceosome은 많은 protein들과 RNA들로 이루어져 있음. 이 component들은 stepwise로 assemble되는데, stepwise assemble이 이루어지기에 각 단계에서의 assemble을 다양한 신호가 regulation하여 단계별로 splicing의 quality, quantity를 control해 gene expression을 조절할 수 있게 됨. 우리가 이러한 regulation에 대해 제대로 이해하려면 결국 spliceosome cycle에 대해 이해해야 함. 이와 관련된 실험을 살펴보자. 이 경우 pre-mRNA를 붙인 agarose bead에 nuclear extract를 통과시..

이번 포스트에서는 splicing 과정에서 snRNA의 역할에 대해 알아보도록 하자. 흥미롭게도 group I, II intron과 같은 녀석들의 경우 오로지 RNA들로만 구성되어 있음에도 불구하고 self-splicing이 가능함. 즉, 이를 바탕으로 spliceosome에서도 RNA 그 자체가 핵심적인 역할을 하고 단백질은 보조적인 역할만을 수행하지 않을까 하는 model을 세우게 됨. 위 그림의 왼쪽은 지금까지 우리가 봤던 spliceosome의 모습을, 오른쪽은 group II intron의 모습을 보여주고 있음. 보면 group II intron의 경우 매우 복잡한 구조를 만들게 되고, 결과적으로 splicing 시 관찰되는 lariat도 만들면서 splicing을 유발함. 그런데 이 모양이 s..

이번 포스트에서는 지난 포스트에 이어 각각의 snRNP가 어떤 역할을 하는지에 대해 알아보도록 하자. U1 snRNP U1 snRNP는 splicing 시 가장 먼저 assemble되는 녀석 중 하나임. U1 snRNP를 구성하는 U1 snRNA를 분리해 sequencing을 진행해본 결과, 5', 3'-splice site consensus sequence와 U1 snRNA간에 상보성이 관찰됨. 이 때문에 처음에는 U1 snRNA가 단순히 두 개의 exon을 직접적으로 이어주는 역할을 하지 않을까 생각했었음. 그러나 branchpoint의 존재가 발견되면서 이 생각은 맞지 않음을 알게 됨. 아래에 나타나 있는 실험은 U1 snRNA의 역할을 알아내기 위해 수행한 실험임. 이 실험에서는 특히 U1 snR..

이번 포스트부터는 splicing의 작동원리에 대해 알아보자. splicing이 일어나는 mechanism을 정리해보면 아래와 같음. 하나하나 살펴보자. 우선 앞서 살펴본 branchpoint인 A(그 중에서도 2번탄소)에 달려있는 OH기가 5' intron과 exon 사이에 있는 phosphodiester bond를 공격함. 그렇게 되면 위 그림에서도 나타나 있듯이 고리형으로 lariat shape이 형성되게 됨. (GU부분이 A에 붙어버림) 한편 직전의 과정에 의해 파란색 exon 끝부분에 OH가 생기게 되고, 이 OH가 3' 쪽에 위치한 노란색 exon의 phosphodiester bond를 공격하게 됨. 그 결과 exon끼리 연결되고, 중간의 intron 부분은 lariat shape 그대로 잘려..

이번 포스트부터는 telomere 관련 연구의 대략적인 역사에 대해 알아보도록 해요. Thomas Hunt Morgan은 초기 세포유전학자 중 한명으로, 처음으로 유전학적 형질과 chromosome(염색체) 위의 유전물질 간의 연관성에 대해 제시한 인물 중 한명이에요. 특히 그는 1911년에 유전자가 chromosome 위에 마치 beads on a string, 즉 줄 위에 꿰어놓은 구슬처럼 존재할 것이라 생각했고, 특정 순서, 그리고 시작과 끝을 가진 채 나열되어 있을 것이라는 가설을 제시하기도 했어요. Morgan의 제자 중 한명인 Hermann Muller는 Barbara McClintock이라는 또 다른 과학자의 발견으로부터 영감을 받아서, chromosome의 끝 부분이, X-ray 등으로 인..

이번 포스트부터는 전사된 mRNA의 splicing 기작에 대해 알아보자. 대부분의 eukaryotic gene들은 bacterial gene과는 달리 noncoding DNA를 포함하고 있음. 그런데 RNA polymerase는 noncoding region과 coding region을 구분하지 못하기 때문에 결국 모두를 transcribe하게 됨. 따라서 cell은 noncoding RNA를 primary transcript로부터 제거해줘야 함. 이 때 수행되는 과정이 splicing임. (참고로 상식적으로 알고 있듯이 splicing은 핵 내에서 일어남) splicing은 co-transcriptional modification의 한 종류로 취급됨. (과거에는 post-transcriptional ..

이번 포스트에서는 heterochromatin, chromatin methylation에 대해 알아보자. heterochromatin euchromatin은 상대적으로 확장되어 있고 open되어 있는 chromatin을 의미하며, 이 부위는 potentially active함. 한편 heterochromatin은 매우 condense한 DNA 부위로, 이 부위에 있는 gene들은 거의 모두 inactive한 상태임. 실제로 chromatin의 image를 얻어보면 위 그림에서와 같이 검게 표시된 heterochromatin을 관찰할 수도 있음. 물론 yeast에서는 genome size가 매우 작으므로 heterochromatin이 눈에 딱 보이지는 않음. 그러나 yeast에서의 heterochromat..

이번 포스트에서는 histone code에 대해 알아보도록 하자. 한편 chromatin remodeling에 대해 다양한 연구가 이루어지다 보니, histone code가 발견됨. 이 histone code는 gene의 control region 주변에 있는 nucleosome에 일어나는 다양한 histone modification의 조합을 의미함. (어떤 조합의 modification에서는 전사가 activation되고, 어떤 조합의 modification에서는 전사가 repression됨) 이런 histone code에 의한 전사 조절은 epigenetic한데, 당연히 DNA 염기 그 자체에 변화를 유발하지는 않기 때문임. histone code와 관련해서 많은 연구가 이루어진 것이 바로 IFN-b..

이번 포스트에서는 chromatin remdoeling에 대해 알아보자. 앞서 대표적인 histone modification인 histone acetylation에 대해 살펴봤음. 그런데 이 acetylation은 주로 histone tail에 일어나는 반면 gene의 activation을 위해서는 진짜 DNA를 감고 있는 histone 부분이 느슨해져야 하므로 histone modification만으로는 이 현상을 설명할 수 없음. 그래서 등장하는 개념이 바로 chromatin remodeling임. chromatin remodeling은 nucleosome 위치가 변하는 현상, 혹은 chromatin의 구조가 변하는 현상을 의미함. 앞서 봤던 것처럼 chromatin remodeling이 일어나면 g..