놀면서 공부하기

이번 포스트에서는 사람 행동과 관련된 여러 유전병들에 대해 알아보자.  헌팅턴병(Huntington's disease, HD) 헌팅턴병은 퇴행성질환의 일종임. 이 때 퇴행성질환에 의해 cell이 죽는것 그 자체가 문제라기보다는 기능에 이상이 생기는 것이 큰 문제임. 실제로 사망 후 헌팅턴병, 혹은 유사하게 알츠하이머병, 파킨슨병 환자들의 뇌를 보면 degeneration이 많이 진행되어 있음을 알 수 있음. (이렇다 보니 죽을 cell을 청소하는 system도 fully active한 채로 존재하고 있음)    위 그림에는 헌팅턴병과 관련된 보고 기록이 나타나 있으므로 참고할 것.  헌팅턴병은 100% 유전병이며 single gene mutation으로부터 유발됨. 100,000명 중 5-10명 꼴로 발..

이번 포스트에서는 행동유전학 연구를 위해 사용 가능한 두 가지 방법론에 대해 알아보자.  행동 우선 접근법(behavior-first approach) behavior-first approach를 수행하기 위해서는 우선 행동이상을 발견해야 함. 실제로는 특정한 행동이상을 보이는 녀석끼리 교배를 반복해 같은 환경에서의 일반 group과 비교하는 과정을 거치게 됨. 이 때 일반 group과 이상행동을 보이는 group이 완전히 다른 행동양상을 보인다면, 이 경우 그 행동은 genetic하게 regulation되는 것임을 알 수 있음. (한편 별 차이가 없다면 이 행동양상은 environmental하게 regulation되는 것임을 알 수 있음)    위 그림은 주지성을 이용한 초파리의 behavior-fir..

이번 포스트에서는 지난 포스트에 이어 행동유전학의 기초적인 내용들에 대해 알아보자.    위와 같은 방식의 실험을 통해서 파킨슨씨병 초파리의 행동장애와 관련된 20여종의 gene들이 identify됨. (초파리의 경우 이 gene들을 하나씩 knock-out시킬 시 파킨슨병의 증상이 잘 발현됨. 다만 쥐와 같은 조금 더 고등한 동물의 경우 한 gene이 망가지더라도 유사 기능을 하는 gene에 의해서 compensate되어버리기 때문에, 초파리에서처럼 direct한 결과를 기대하기는 힘든 편임) 일반적으로 파킨슨병은 체내 살충제, 농약 농축이 주요 원인이며, 그 결과 망가진 몇몇 gene들에 의해 결국 mitochondria가 망가지게 됨. 이 때 neuron은 전체 세포의 0.1%밖에 안되기는 하지만 ..

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..