놀면서 공부하기

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..

이번 포스트에서는 histone의 acetylation(아세틸화)에 대해 알아보도록 하자. histone acetylation이 일어나면 gene activity가 변화한다는 사실은 Vincent Allfrey가 1964년에 처음으로 확인함. 우선 기본적인 histone acetylation 과정에 대해 먼저 알아보자. 보면 histone을 이루고 있는 amino acid들 중 lysine에 acetyl기가 붙게 됨. 이 때 원래 lysine에는 + charge를 띄는 R기가 붙어있음을 확인할 수 있는데, 그렇기에 원래 lysine은 histone이 + charge를 띄게끔 만들어서 - charge를 띄는 DNA와 잘 결합할 수 있도록 해주는 역할을 수행함(arginine도 마찬가지). 그런데 여기에 a..

이번 포스트에서는 nucleosome-free zone에 대해 알아보도록 하자. nucleosome positioning이 가능하므로, 실제로 어떤 부위에는 nucleosome이 매우 dense하게 존재해서 DNA를 감고 있는 반면, nucleosome이 거의 없는 nucleosome-free zone도 존재할 수 있음. 실제로 위 그림을 보면 (a)의 경우 매우 균등하게 nucleosome이 분포하고 있지만 (b), (c)와 같은 것들을 보면 한 쪽에 nucleosome이 치우쳐져 있고, 나머지는 nucleosome-free zone으로 존재한다는 것을 알 수 있음. (즉, (a)와 같은 경우 뿐만 아니라 (b), (c)와 같은 경우도 존재함) 이와 관련된 흥미로운 실험에 대해 알아보자. 우선 위 그림..

이번 포스트에서는 chromatin 구조에 따라 유전자 발현이 어떤식으로 달라지는지에 대해 알아보도록 하자. histone들은 구조적인 관점에서의 기능만 가지는 것이 아니라 gene activity에 직접적으로 영향을 미치기도 함. 한 예로 H1은 in vitro 상에서 gene activity에 대해 repressive effect가 있음이 확인되기도 함. 위 그림은 octamer로 이루어진 core histone들이 실제로 전사에 어떤 영향을 미치는지에 대해 알아보기 위해 수행한 primer extension analysis of RNA(전사 정도를 알아볼 수 있는 실험 기법)의 결과임. 보면 core histone의 양이 늘어나면 늘어날수록 점차적으로 gene activity가 감소함을 확인할 수 ..

이번 포스트에서는 지난 포스트에 이어서, 보다 더 거대 규모에서 이루어지는 chromatin의 응축화에 대해 알아보도록 하자. 30nm fiber nucleosome들끼리 모여 형성하는 것으로 보이는 그 다음 단계의 구조가 바로 30nm fiber임. (형성되는 fiber의 지름이 30nm여서 이런 이름이 붙음) 사실 아직도 in vivo 환경에서 30nm fiber가 관찰된 적은 없음. 다만 in vitro에서는 쉽게 관측 가능한데, 30nm fiber를 in vitro에서 관찰한 실험 결과는 아래와 같음. 이 실험은 앞서 nucleosome을 관찰한 실험과 거의 동일하나, (a)~(g)로 갈수록 점차 salt 농도를 높여봤음. 그랬더니 위 그림에서 나타난 것처럼 점차 어떤 구조가 추가적으로 생김. (..

이번 포스트부터는 chromatin이 어떤 식으로 응축되는지에 대해 단계별로 자세히 알아보도록 하자. chromatin을 이루는 데 있어 가장 기본이 되는 unit이 바로 nucleosome임. 한 세포 내에 포함되어 있는 DNA를 직선상에 쭉 펴면 2m 길이가 된다고 함. 그런데 이 긴 DNA를 10um 남짓의 작은 핵 안에 packing시키기 위해서는 아주 정교한 compaction이 필요함. (특히 이 compaction 과정에서 DNA가 꼬이면 안되기 때문에 packing order는 매우 정교하게 구성되어 있음) 이러한 packing을 위해 행해지는 folding의 첫 번째 step이 바로 nucleosome을 형성하는 것임. nucleosome은 histone의 core를 가지고 있고, 이 c..

이번 포스트에서는 chromatin(염색질)의 기본적인 구조, 그리고 histone(히스톤)의 역할에 대해 알아보도록 하자. chromatin은 염색질을 의미하며, DNA와 protein이 함께 뭉쳐서 만들어진 구조임. 이런 구조는 주로 eukaryote에서 나타남. (한편 bacteria의 경우 naked DNA 상태로 DNA가 존재하고 있음) 이 때 이전 chapter에서 배운 것처럼 DNA를 전사하기 위해 다양한 단백질들이 접근하기 위해서는, 원래부터 DNA와 함께 존재하고 있던 chromatin을 이루는 단백질들을 어떤 방식으로든 치워(?)놓아야 할 것임. 이에 대한 방법들이 본 chapter들에서 소개될 것임. 위 그림은 실제로 염색을 통해 염색질(검은색)을 관찰한 것이므로 참고할 것. 흥미롭게..