놀면서 공부하기

이번 포스트에서는 비정상적인 termination 과정들, 그리고 이를 해결하기 위해 세포가 가지고 있는 방법들에 대해 알아보도록 하자.  이상한 termination이 일어나는 예로는 크게 두 가지 상황을 들 수 있음. 첫 번째는 nonsense mutation에 의해서 premature termination이 일어나는 경우이고, 두 번째는 아예 mRNA가 stop codon을 가지고 있지 않아서 ribosome이 non-stop mRNA를 translate한 후 벗어나지도 못한 채로 계속 붙잡혀 있는 경우임. 특히 후자의 경우에는 제때 일어나야 할 세포분열을 저해할 우려가 있으므로 세포 입장에서 어떤 방식으로든 이러한 문제를 해결해야 함.  우선 prokaryote에서 non-stop mRNA가 있을..

이번 포스트에서는 번역 종결에 있어서 매우 중요한 인자인 release factor(방출인자)에 대해 알아보자.   prokaryotic translation과 관련된 release factor는 크게 3가지가 있음. RF1은 UAA와 UAG를 인지하고, RF2는 UAA와 UGA를 인지하며, RF3는 ribosome-dependent GTPase 활성을 가짐과 동시에 GTP binding protein이어서 결국 GTP의 가수분해 과정에서 RF1, RF2를 ribosome으로부터 release시키며 recycling이 일어날 때 중요하게 작용함.  한편 eukaryote는 2개의 release factor를 가짐. eRF1은 3개의 termination codon을 다 인지할 수 있으며, eRF3는 RF..

이번 포스트부터는 번역의 종결(termination) 과정에 대해 알아보도록 하자.  우리는 익히 termination을 유발하는 3개의 codon을 일반생물학에서 배워서 알고 있음. 3개의 종결 코돈(stop codon)이 그것인데, amber codon으로 불리는 UAG, ochre codon으로 불리는 UAA, opal codon으로 불리는 UGA가 여기에 해당함.  이들의 존재에 대해 처음 알게된 것은 이들을 넣어줬을 때 발생하는 nonsense mutation과 관련된 study를 통해서임. (nonsense mutation은 아예 단백질이 짧게 만들어져서 기능하지 못하는 경우를 말하고, missense mutation은 중간에 하나의 amino acid가 완전히 잘못 들어가는 돌연변이를 말함)..

이번 포스트에서는 번역 신장의 3번째 단계에 대해 알아보자.   앞서 살펴 두 step이 완료되고 나면 ribosome은 peptidyl-tRNA를 A site에 가지고 있고, P site에는 deacylated tRNA가 존재하고 있음. 이 때 elongation의 3번째 step으로 translocation이 일어나야 함. 이 때의 translocation은 mRNA와 peptidyl-tRNA를 한 codon length만큼 움직여주는 작업을 뜻함. 이 과정이 일어나면 peptidyl-tRNA는 P site에 위치하게 되고 deacylated tRNA는 E site로 이동한 뒤 ribosome으로부터 eject됨. 이 과정에는 EF-G factor가 매우 중요하게 작용하며, 특히 EF-G와 함께 붙어..

이번에는 번역 신장의 두번째 단계에 대해 알아보자.    elongation에서 두 번째 step은 바로 peptidyl transferase에 의한 peptidyl transfer임. 앞서 말한 것처럼 본 과정은 기본적으로 ribosome 내의 rRNA에 의해 유발됨. 이에 대한 증거가 아래 실험 결과임.    일단 본 실험에서는 fMet-puro 생성물의 양을 파악하는 assay를 통해서 fMet에 puromycin이 첨가되었을 때 정상적으로 peptidyl transfer가 일어나는지 여부를 확인함.  그리고 본 실험에서 사용한 두 가지 종류의 ribosome이 있는데, 바로 E70S와 T50S임. 전자는 E. coli로부터 유래했으며 후자는 thermophilic bacteria로부터 유래함. 일..

이번 포스트에서는 지난 포스트에 이어서 구체적으로 elongation의 첫 번째 단계에 대해 살펴보도록 하자.   앞서 살펴봤듯이 elongation의 첫 번째 step은 aminoacyl-tRNA가 ribosome의 A site에 결합되는 것임. 이 과정에서 EF-Tu, aminoacyl-tRNA, GTP가 합쳐져서 만들어지는 ternary complex가 생기게 됨. 그렇다면 이런 complex가 생긴다는 것은 어떻게 알게 되었을까.      위 그림은 labeling한 GTP, labeling한 Phe를 이용해서 수행한 gel filtration 결과를 보여주고 있음. 그 결과 fraction number 20 부근에 GTP, Phe-tRNA가 많이 관찰됨을 확인함. 물론 위 그림에는 나타나 있지 ..

이번 포스트부터는 본격적으로 번역 신장 과정에 대해 자세히 알아보도록 하자.     전체적인 elongation cycle 모식도는 위와 같음. elongation cycle은 크게 3개의 step으로 나누어지는데, 아래와 같음.    1. EF-Tu(with GTP)에 의해 aminoacyl-tRNA가 ribosome의 A site에 binding  2. ribosome 내 RNA를 center로 해서 구성되는 peptidyl transferase에 의해 P site에 있는 peptide와 A site에 새로 들어온 aminoacyl-tRNA의 amino acid 사이에 peptide bond가 형성 (ribosome 내 protein들은 대다수 ribosome의 구조 유지 자체에만 도움을 줌)  3...

이번 포스트부터는 단백질 번역에서의 신장 과정에 대해 알아보도록 하자.   기본적으로 elongation 과정은 bacteria와 eukaryote에서 매우 비슷함. (둘 다 뒤에서 다시 살펴볼 EF-T, EF-G factor가 중요하게 사용됨)   translation elongation에 대해 잘 모르던 과거에는 polypeptide가 N→C 방향으로 합성되는지, C→N 방향으로 합성되는지를 잘 몰랐고, ribosome이 RNA를 읽어나가는 방향도 몰랐으며, 어떻게 해서 mRNA로부터 단백질이 만들어지는지의 과정도 잘 몰랐었음.   그런데 연구를 통해 ribosome이 mRNA를 5'→3' 방향으로 읽어나가고, 이 과정에서 합성되는 단백질은 N→C방향으로 합성된다는 것을 알게 됨.    위 그림에 나..

이번 포스트에서는 지난 두 포스트에 이어 다양한 진핵생물에서의 번역개시 조절 기작들에 대해 마저 알아보도록 하자.    이번에는 Xenopus oocyte에서 관찰되는 Maskin이라는 단백질이 translation initiation을 어떻게 조절할 수 있는지에 대해 살펴보자. Maskin은 이름 그대로 특정 분자와 결합하여 반응을 물리적으로 가로막는 역할을 하고, 특히 eIF4E와 CREB(cytoplasmic polyadenylation element binding-protein)에 binding함.     위 그림에 나타나 있는 것과 같이 Maskin은 CREB과 eIF4E에 동시에 결합 가능함. 일단 Maskin이 eIF4E와 결합하게 되면 이 결합에 의해 원래는 eIF4E에 결합해야 하는 eI..

이번 포스트에서는 지난 포스트에 이어 진핵생물에서의 번역 개시 조절과정에 대해 알아보자.  진핵생물에서의 translation control 과정과 관련된 가장 유명한 단백질 중 하나는 바로 Heme-controlled repressor(HCR), 혹은 heme-regulated inhibior(HRI)로 불리는 녀석들임. 이 녀석은 EIF2AK1이라는 gene에 의해 발현되는데, gene의 이름을 봐도 알 수 있는 것처럼 eIF2α를 인산화시켜주는 4가지 효소 중 하나임. HRI는 Heme(혹은 Heme을 구성하는 heavy atom)이 부족한 조건에서 발현되며, 이 녀석에 의해 결과적으로 global한 translation이 억제되게 됨.    대략 위 그림과 같은 과정에 의해 translation이..