놀면서 공부하기

이번 포스트부터는 행동유전학(behavioral genetics)에 대해 알아보도록 하자. 일반적으로 행동에 관한 유전적인 정보를 얻기 위해서, 특정 gene을 knock-out 시킨 후 행동 변화를 관찰하는 경우가 많음. 이 때 model system으로 주로 초파리, C. elegans 등을 사용함. (이는 이들 model들이 원숭이, 인간 등의 비싸고 자라는데 시간이 오래걸리는 model system에 비해 훨씬 실험하기에 용이하기 때문임) 이러한 model 생물들의 경우 자기들끼리만 교배시키다 보니 genetic variation이 그렇게 크지 않음. (homozygonic한 경우가 대부분) 그럼에도 behavior character가 종종 다르게 관찰됨. (이는 아마 epigenetic한 fac..

이번 포스트에서는 전사 이후(post-transcriptional)에 일어나는 조절 과정들에 대해 알아보자. alternative splicing (대체 스플라이싱) 위 그림은 alternative splicing의 과정을 보여주고 있음. 보면 splicing이 되는 과정에서 위와 같이 intron으로 인식되어 잘려나가는 부위가 다양할 수 있고, 그 결과 만들어지는 mature mRNA도 달라질 수 있음. 이런 기작에 의해 한 gene으로부터 여러 protein들이 만들어질 수 있음. (실제로 exon 수가 많으면 많을수록 더 다양한 protein을 생성해내는 것이 가능할 것임) alternative splicing과 관련한 대표적인 예 중 하나가 바로 위 그림에 묘사되어 있는 fly의 Dscam gen..

이번 포스트에서는 transcription factor(TF, 전사인자)에 대해 알아보자. TF는 일종의 trans-acting factor임. TF는 basal transcription factor와 special transcription factor(activator/repressor)로 나누어짐. 위 그림은 basal transcription factor들을 나타내주고 있음. 보면 이들의 경우 promoter 내부의 특정 서열에 붙으며 gene-specificity가 없는 경우가 대부분임. 한편 special transcription factor들은 enhancer, 혹은 silencer 서열들과 결합하게 됨. 이런 결합에 의해서 DNA의 전사는 촉진될수도 있고 억제될수도 있음. 실제로 specia..

이번 포스트에서는 transcription(전사) 수준에서 일어나는 조절 과정에 대해 알아보자. 위 그림은 eukaryote가 가지고 있는 beta-globin gene의 구조를 나타내주고 있음. 이 중 GC box, CAAT box와 같은 부분은 proximal control element(enhancer)로, 이 서열들은 cis-acting factor, 그 중에서도 gene-specific한 factor에 해당함. 한편 그 뒤쪽에 존재하는 TATA box는 core promoter로 불리며, 이 box는 gene에 상관없이 거의 동일하며 이곳에 RNA polymerase가 붙게 됨. 일반적으로 proximal control element와 core promoter를 합쳐서 promoter라고 부름...

이번 포스트에서는 chromatin remodeling (염색질 리모델링)에 대해 알아보자. eukaryotic DNA의 경우 총 길이는 2m임. 그런데 이 녀석이 그냥 linear한 상태로 존재하고 있지는 않고, 실제로는 위 그림과 같이 histone에 감긴 상태로 존재하고 있음. 이 때 위 그림에 나타난 바와 같이 DNA가 8개의 core histone에 감겨 형성되는 구조를 nucleosome이라 함. 실제로 이 nucleosome이 형성되면 자연스레 감기는 힘이 생겨 DNA가 더 condense될 수 있고, 그 결과 chromatin이 생기게 됨. 참고로 진핵생물에서 repressor가 거의 없는 이유는 굳이 repressor를 쓸 필요없이 그냥 DNA를 응축시켜버리는 방법을 사용해 DNA exp..

이번 포스트부터는 진핵생물에서 일어나는 유전자 조절 기작에 대해 알아보자. eukaryote의 경우 특정 시간, 특정 공간, 심지어 특정 환경 하에서만 특정 gene이 발현됨. 이 밖에, gene size가 prokaryote에 비해 일반적으로 크다는 특징도 있음. 위 그림에는 eukaryote에서의 gene expression 과정이 나타나 있음. 일단 prokaryote와는 달리 eukaryote에서는 chromatin 구조가 관찰되며, prokaryote는 polycistronic한 반면 eukaryote는 monocistronic하다는 특징이 있음. 이 밖에 prokaryote는 exon, intron system이 존재하지 않는 반면 eukaryote에서는 존재하고, RNA processing또..

이번 포스트에서는 지난 포스트에 이어서 trp operon과 관련된 중요한 조절 기작 중 하나 attenuation 기작에 대해 알아보자. trpR에 mutation이 생긴 경우, tryptophan의 존재 여부와는 상관없이 repression이 일어나지 않아야 함. 그러나 실제로는 조금 repression이 일어남. 이는 attenuation에 의한 repression의 결과임. 실제로 trp operon의 구조를 살펴보면, regulatory region 뒤쪽, 그리고 trpE 앞쪽 부위에 별도의 서열들이 존재함. 이 서열들이 mRNA로 발현되게 되면, leader peptide(trpL로부터 발현)와 그 뒤의 attenuator region(trpA로부터 발현) 1, 2, 3, 4가 5' UTR 부..

이번 포스트에서는 lac operon에 못지않게 유명한 trp operon(트립토판 오페론)에 대해 알아보도록 하자. trp operon에는 E. coli가 tryptophan을 합성할 때 필요한 5개의 효소반응에서의 효소를 암호화하고 있는 gene들이 포함되어 있음. 위 그림에는 trp operon의 구조가 나타나 있음. 보면 trpE, trpD, trpC, trpB, trpA가 operon 내에서 연속적으 나열되어 있는 것을 알 수 있음. 이 operon은 tryptophan이 있으면 off, tryptophan이 없으면 on되는 식으로 작동함. (lac operon에서와는 반대양상) 위 그림은 trp operon의 구조를 조금 더 상세하게 나타내주고 있으므로 참고할 것. 우선 tryptophan이 ..

이번 포스트에서는 저번 포스트에 이어 젖당 오페론에 대해 본격적으로 알아보자. operon은 일종의 세균에서의 유전자 발현 단위로, operon 내부에는 같이 regulation되고 같이 expression되는 gene group들이 다 포함되어 있음. 이 때 gene group 내의 여러 gene들은 한 번에 전사되며 보통 같은 반응에 관여된 gene들이 모여있는 경우가 많음. (이러한 특징을 polycistronic하다고 함) 이러한 operon은 일반적으로 원핵생물에서만 관찰됨. 위 그림은 lac operon의 구조를 보여주고 있음. 이 때 앞쪽에 존재하는 lacI는 repressor gene이며, 이 부분은 항상 발현되고 그 결과 lac repressor도 항상 존재하고 있음. (이 때 lac r..

이번 포스트에서는 세균에서 흔히 관찰되는 오페론 중에서도 특히나 많은 연구가 이루어진 lac operon(젖당 오페론)의 발견 과정에서 수행된 역사적인 실험들에 대해 알아보자. 위 그림에는 배양되고 있는 E. coli(대장균)의 모습이 나타나 있음. 참고로 E. coli는 colony(콜로니) 크기가 특정 수준 이상으로 커지지 못하고 위 그림 오른쪽과 같은 상태로 남아있는데, 이는 한 colony 내에서 쓸 수 있는 양분을 다 써버렸기 때문임. 일반적으로 E. coli는 glucose(포도당)를 제일 좋아함. 따라서 glucose를 만드는 효소는 E. coli 내에 항상 발현되고 있음. 그런데, glucose가 부족한 환경에 처하게 되면 E. coli는 lactose(젖당)를 양분으로 사용하게 됨. 이 ..