놀면서 공부하기

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..

이번 포스트에서는 만들어진 poly A 꼬리의 수명에 대해 알아보자. 앞서 잠시 언급한 적이 있는데, cytoplasmic RNA에서의 poly A tail 길이가 일반적으로 nuclear RNA에서의 poly A tail 길이보다 짧음. 이를 나타내 주는 결과가 위와 같음. 이 경우 48시간동안 cell 내에서 incubation시킨 후 각 RNA들의 조성을 살펴봄. 그 결과 cytoplasmic RNA의 길이가 nuclear RNA의 길이보다 더 짧다는 것을 알 수 있었음. 이는 cytoplasm에서 poly A가 turn over되기 때문임. 기본적으로 세포질에 존재하는 RNase에 의해 poly A tail이 분해되고, 이와 함께 세포질에 존재하는 별도의 poly A polymerase에 의해 다..

이번 포스트에서는 지난 포스트에 이어 poly A의 elongation(신장) 과정에 대해 알아보자. 앞서 얻은 지식을 바탕으로 생각해보면 일부 adenylation이 일어나고 난 뒤, signal independent하게 다시금 polyadenylation이 일어나므로 먼저 합성된 짧은 A 가닥을 인지하고 결합하는 단백질이 있을 것이라 예상 가능함. 따라서 짧은 poly A에 결합 가능한 단백질들만을 모았고, 이들을 gel filtration experiment를 이용해 크기별로 아래와 같이 분리해봄. 이 중 대략 30~37까지의 fraction을 뽑아 SDS-PAGE를 진행해본 결과가 아래와 같음. 보면 대략 30~37까지의 fraction에 49kDa 정도의 분자량을 가지는 단백질이 존재하고 있음을..

이번 포스트부터는 polyadenylation이 어떻게 일어나는지와 관련된 구체적인 모델에 대해 알아보자. polyadenylation은 구체적으로 어떻게 일어나는 것일까. 위 그림에 그 과정이 간략히 나타나 있음. 보면 AAUAAA와 GU/U element 사이가 poly A site로 인식되어 cleavage되게 됨. 이 cleavage 과정에서는 RNA polymerase II의 CTD가 매우 중요하게 작용함. 이와 함께 CPSF라는 단백질이 AAUAAA site를 인지하고, 이것 또한 cleavage에 있어 매우 중요하게 작용함. 한편 일단 cleavage가 일어나고 나면 그 이후부터는 CTD가 작용하지 않음. 대신 PAP라고 하는 녀석이 들어오고, 이 녀석이 초기에 대략 8~10개의 A를 3' ..

이번 포스트에서는 polyadenylation이 일어나는 메커니즘에 대해 알아보도록 하자. 일반적으로 polyadenylation은 위 그림과 같이 2 step으로 진행됨. 간단히 말하자면 우선 처음 만들어진 전체 mRNA 중 절단이 일어나서 초록색 조각과 빨간색 조각이 형성되고, 이 중 빨간색 조각은 분해됨. 한편 초록색 조각의 3' 부분에는 poly A tail이 붙게 됨. 하지만 그렇다고 해서 빨간색 부분의 전사 정도가 처음부터 떨어지는 것은 아님. 위 그림을 보면 나중에 잘림이 일어나는 빨간색과 파란색의 경계선 이후에 존재하는 E, F 부분에서도 전사가 일어나는 정도는 앞부분과 거의 유사함. (결론적으로 전사는 poly A가 붙는 부분 이후까지도 쭉 일어나지만, 이후 절단에 이어 절단부 뒤쪽으로 ..

이번 포스트에서는 poly A의 기능에 대해 알아보자. mRNA의 3' 끝부분에 AMP가 계속 달려서 poly A tail이 만들어지는 과정을 polyadenylation이라 함. (참고로 이 poly A tail이 heterogeneous nuclear RNA(hnRNA)와 mRNA에서 다 발견된다는 사실을 알게 되면서 hnRNA가 mature되어서 mRNA가 만들어질 것임을 예상하게 되기도 했었음) 대부분의 eukaryotic mRNA와 mRNA의 precursor들은 3' 부분에 대략 250nt 길이의 AMP residue를 가지고 있음. 위 그림에 이와 관련된 실험 결과가 나타나 있음. 이 실험에서는 hnRNA와 mRNA에 RNase A(C, U 뒷부분을 끊어줌), RNase T1(G 뒷부분을 끊..

이번 포스트에서는 5' Cap의 기능에 대해 알아보자. Cap의 기능은 적어도 4가지가 있을 것으로 생각하고 있음. 1. mRNA가 degradation되지 않게 보호해줘서 mRNA의 life time을 증가시킴. 2. mRNA의 translatability를 증가시켜줌. (번역이 더 잘되게 해줌) 3. mRNA를 nucleus 바깥으로 나가게 도와줌. (nucleus 밖으로 빠져나갈 때 인지되는 부분 중 하나가 Cap 부위임) 4. mRNA가 더 효율적으로 splicing될 수 있게 해줌. 그 중 1에 해당하는 기이 실제로 있는지를 입증해준 실험 결과가 아래와 같음. 보면 green은 cap이 붙어있는 경우, blue는 cap이 붙어있기는 하나 methylation이 되어있지 않은 경우, red는 ca..