놀면서 공부하기

이번 포스트부터는 RNA processing의 한 종류인 5' Cap과 3' poly A tailing에 대해 알아보도록 하자. 그 중에서도 이번 포스트에서는 5' cap의 구조에 대해 중점적으로 알아보자. 1974년에, 각종 eukaryotic species와 virus로부터 분리된 mRNA들이 꽤나 많이 methylate되어있다는 것을 발견함. 이 methylation signal은 실제로 mRNA의 5' end에 있는 methylation cluster에 의해 발생한 것임. cap의 구조를 알기 위해 수행한 초기 연구는 주로 쉽게 분리하고 조사할 수 있는 viral mRNA를 대상으로 진행됨. 우선 이 때 AdoMet을 사용한 실험결과와 AdoMet을 사용하지 않은 실험결과를 비교하게 되는데, Ad..

이번 포스트에서는 self-splicing RNA에 대해 알아보자. 몇몇 RNA들은 spliceosome이나 다른 protein 없이 자기 스스로 splicing을 할 수 있음. 대표적인 예 중 하나가 Tetrahymena 26S rRNA gene인데, 이 녀석의 경우 in vitro에서도 스스로 splicing을 수행해 intron을 제거해버림. (이 녀석은 group I intron에 해당) 위 그림에 나타난 결과를 보면 Tetrahymena 26S rRNA gene과 함께 GTP를 넣어준 경우 rRNA substrate로부터 스스로 splicing이 일어나 결과물이 생성되는 것을 볼 수 있음. 이를 통해 Tetrahymena 26S rRNA gene는 스스로 splicing할 수 있다는 것을 알 수..

이번 포스트에서는 alternative splicing(대체 스플라이싱), 그리고 splicing을 silencing(참묵화)시키는 방법에 대해 알아보도록 하자. eukaryotic gene들 중 많은 종류는 alternative splicing에 의해 각종 번역물로 번역됨. (특히 higher eukaryote에서는 alternative splicing이 흔히 일어남) alternative splicing을 통해 단백질이 secreted form으로 합성될 것인지 membrane-bound form으로 합성될 것인지가 정해질 수도 있고, active한 상태로 합성될 것인지 inactive한 상태로 합성될 것인지가 정해질 수도 있음. 위 그림에 대표적인 alternative splicing의 예가 나타나..

이번 포스트에서는 RNA polymerase II가 splicing에 미치는 영향에 대해 알아보자. 앞서 RNA polymerase II의 Rpb1에 존재한다고 했었던 CTD domain은 사실 splicing 과정에도 기여함. 2023.12.17 - [전공자를 위한 생물학/분자생물학] - [분자생물학] 11.4 : TFIIH의 구조와 기능 - 1 [분자생물학] 11.4 : TFIIH의 구조와 기능 - 1 이번 포스트에서는 TFIIH의 구조와 기능에 대해 알아보자. 앞서 살펴본 것처럼 TFIIH는 preinitiation complex를 형성하기 위해 가장 마지막으로 첨가되는 general transcription factor임. 이 녀석도 앞서와 마찬 unicellular.tistory.com Rpb1..

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 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 ..