놀면서 공부하기

이번 포스트에서는 진핵생물에서 일어나는 전사인자(transcription factor)들의 조절 과정에 대해 알아보도록 하자. transcription factor 그 자체도 regulation을 받을수 있음. 이 factor들은 기본적으로 단백질이기에 흔히 phosphorylation, ubiquitylation, sumoylation, methylation, acetylation 등의 post-translational modification(PTM)에 의해 activity가 modulate될 수 있음. phosphorylation의 경우 Ser, Thr, Tyr 등의 amino acid, 그 중에서도 특히 OH 부분에 phosphate가 붙는 현상을 의미함. phosphorylation이 일어나게 되..

이번 포스트에서는 아주 흥미로운 기능을 수행하는 DNA element인 insulator에 대해 알아보도록 하자. insulator는 enhancer, 혹은 silencer의 활성을 억제시켜주는(조절해주는) 역할을 함. 그러면 왜 이들의 활성에 조절이 필요할까. DNA 내에는 수많은 enhancer가 존재하므로 원래 의도치 않았던 gene들까지 활성화시킬 수 있음. (enhancer는 position-independent하므로) 그러나 실제로 이런 일은 일어나지 않는데, 이것이 바로 insulator 덕분임. insulator의 역할을 간단히 모식적으로 표현한 그림이 아래와 같음. 이 녀석은 위 그림 (a)처럼 enhancer에 의한 activation을 block하기도 하고(enhancer blocki..

이번 포스트에서는 전사와 관련된 아주 흥미로운 몇가지 개념들에 대해 살펴보도록 하자. transcription factory loop이 형성되어서 전사가 촉진된다는 사실을 바탕으로 사람들은 혹시 여러 gene의 전사가 특정한 장소에서 모여서 일어나지는 않을지에 대해 생각하게 됨. 이 때 등장한, 전사가 일어나는 핵 내의 특정 site들을 transcription factory라고 부름. 이와 관련된 실험 결과를 살펴보자. 세포의 핵을 그대로 둔 상태에서 새로 생성되는 RNA를 BrU라는 녀석으로 labeling한 후, BrU에 붙는 antibody를 사용해 RNA를 다시금 tagging해줌. 이 때 사용한 antibody에는 9nm의 gold particle이 붙어있으므로 결과적으로 EM으로 관찰 시 R..

이번 포스트에서는 activator들간의 각종 상호작용들에 대해 알아보도록 하자. activator들은 다양한 general transcription factor들, 또 다른 activator들, co-activator 등과 상호작용 해야 비로소 앞서 논의한 것과 같이 전사를 조절할 수 있음. 지금부터 이 interaction에 대해 알아보자. 우선 하나의 activator 안에서 일어나는 대표적인 interaction이 dimerization임. 앞에서도 언급한 것처럼 대부분의 activator들은 dimer를 이룸. 그러면 activator가 dimer를 이루었을 때 좋은 점은 무엇일까. 일단 monomer 형태로 DNA에 결합하는 것에 비해 당연히 dimer를 이루게 되면(작용 가능한 부위가 넓어지..

이번 포스트에서는 activator들의 기능에 대해 본격적으로 알아보도록 하자. 위 그림은 activator를 이루는 DNA-binding domain과 transcription-activating domain이 기능적으로 서로 독립적인지 여부를 확인하기 위한 실험의 결과를 보여주고 있음. 우선 실험 과정에 대해 간단히 알아보자. (a)에서와 같이 GAL4는 특정 DNA element에 붙어 activator의 역할을 수행하고, 그 결과 lacZ gene이 활성화됨. 이 때의 전사 활성도를 beta-galactosidase의 생산 정도로 표현함. 한편 (b)에서와 같이 GAL4가 인지하는 DNA element를 없애준 경우에는 아예 gene 발현이 일어나지 않았음. 이제 본격적으로 검증을 수행하기 위해 ..

이번 포스트에서는 homeodomain, 그리고 bZIP, bHLH domain의 구조와 기능에 대해 알아보자. homeodomain homeodomain이 포함된 단백질을 encoding하고 있는 gene 부위를 homeobox라고 부름. 이 homeobox에 mutation이 일어나게 되면 초파리의 발생 과정에서 이상이 일어나게 되고, 아래와 같은 괴기스러운 표현형이 나타나게 됨. 위 표현형은 더듬이가 자라야 할 곳에 다리가 자라는 돌연변이형임. 이와 관련된 자세한 내용은 발생생물학 포스트에서 다루어보도록 하자. 이런 homeodomain 내에는 DNA-binding motif가 포함되어 있으며, 이 DNA-binding motif는 typical하게 helix-turn-helix 구조로 나타남. 그..

이번 글에서는 activator의 구성 요소 중 하나인 DNA-binding motif들의 구조에 대해 알아보자. DNA-binding domain은 꽤나 정형화되어 있고, activator를 비롯한 여러 transcription factor에서 꽤나 공통적으로 발견됨. DNA-binding domain의 structure는 주로 x-ray crystallography를 이용해 많이 밝혀졌는데, x-ray crystallography는 다른 구조 study tool에 비해 다루기 비교적 쉽고 DNA와 protein이 붙어있는 상태까지 구조 연구가 가능하므로 널리 사용되고 있음. 일반적으로 DNA와 interaction하는 domain들은 dimer 혹은 tetramer를 이루는 경우가 많고, monome..

이번 포스트부터는 진핵생물에서 관찰되는 activator(전사 활성인자)에 대해 알아보도록 하자. 앞서 살펴본 general transcription factor들은 전사의 starting point를 정해주거나 전사의 방향을 정해주는 등의 역할을 수행하며, 이들만 있어도 low level의 transcription(혹은 basal transcription)은 일어남. 그러나 activator와, activator가 붙는 enhancer 서열에 의해 전사가 훨씬 더 강한 수준으로 일어날 수 있음. activator는 공통적으로 적어도 2개의 functional domain을 가짐. 그것이 바로 DNA-binding domain과 transcription-activation domain임. 즉, DNA와 ..

이번 포스트에서는 class III factor에 대해 알아보자. class III factor 중 가장 먼저 발견된 것은 TFIIIA임. (사실 이 녀석은 진핵생물에서 가장 먼저 발견된 transcription factor임) 이 녀석은 처음에 5S rRNA gene의 internal promoter에 붙는 녀석으로 발견됨. 이 때 TFIIIA의 활성을 없애주기 위해 anti-TFIIIA antibody를 첨가해줌. 모든 단백질이 다 그런 것은 아니나 일부 단백질은 antibody를 첨가해서 antibody binding이 일어날 시 활성이 저해됨. 보면 1, 2 lane에 비해 3번 lane에서 5S rRNA의 전사 활성이 유독 떨어진 것을 확인 가능함. 이를 통해 5S rRNA 전사에 TFIIIA가..

이번 포스트에서는 class I factor들에 대해 알아보자. rRNA gene의 전사를 위해 형성되는 preinitiation complex는 class 2에서보다 훨씬 단순함. class 1에서 preinitiation complex는 RNA polymerase I, core-binding factor(사람의 경우 SL1, 사람을 제외한 나머지에서는 TIF-IB), UPE-binding factor(mammal의 경우 upstream-binding factor[UBF], yeast의 경우 upstream activating factor[UAF])의 세가지 녀석들로 이루어져 있음. core-binding factor 사람의 경우 SL1이 core-binding factor임. 이 core-bindin..