트랜스포존이 암호화하는 보조 단백질
- 몇 가지 트랜스포존들은 구성요소의 이동을 조절하거나 이동시키는 역할을 나타내는 부가적인 단백질들을 암호화한다.
- Tn 7은 구성요소의 말단 인식을 매개하는 하나의 단백질과 DNA 분자를 절단과 연결에 필요로 하는 다른 단백질을 가지고 있다. 몇 가지 다른 Tn 7 단백질들은 이러한 단백질들의 말단 결합 활성, 절단과 연결 활성들을 조절한다.
- IS50은 전위의 음성적인 조절인자를 가지고 있다. 이 음성적 조절자는 DNA 결합 활성이 없는 실질적으로 전위 효소의 끝이 절단된 형태이다. 끝이 절단된 음성적 조절자는 야생형 전위 효소와 상호작용하고 적당하게 작업을 막는다.
- Mu는 전위의 양성적인 활성인자인 UMB 단백질을 가지고 있다. UMB는 목표 부위에 결합하고, 트랜스포존 말단, 전위 효소와 목표 DNA의 병렬에 중심적 역할을 수행한다.
숙주가 암호화하는 보조 단백질들
- 숙주 단백질들은 몇 가지 다른 수준에서 전위를 돕는다. 그들은 전위를 조절하고 직접적으로 절단과 연결 반응에 영향을 미치거나 전위 후에 DNA를 청결하게 한다.
-대장균 단백질인 댐 메틸화 효소는 새로 복제된 DNA를 메틸화하기 위해 필요하다. 완전히 메틸화된 DNA는 IS10, IS50 그리고 IS903을 포함하는 몇 가지 구성 요소들의 전위를 억제한다. Dam 돌연변이 주에 있는 DNA는 메틸화되지 않는다. 새롭게 복제된 DNA에서는 하나의 가닥에만 메틸화된다(반-메틸화).
- 대장균은 DNA-단백질 복합체들의 작성과 유지에 관여하는 몇 종류의 작은 DNA 결합 단백질을 가진다. 이들은 DNA를 구부리는 것과 옳은 위치에 복합체의 구성 요소들을 옮기는 것을 돕는다. IHF(숙주 조절인자), HNS(히스톤 유사 단백질), UH(히스톤 유사 단백질)와 FIS(전사 조정 인자)로 불리는 이런 DNA 결합 단백질들은 Mu, IS1, IS10 그리고 IS50을 포함하는 몇 가지 다른 구성 요소들의 전위 반응을 돕는다. 모든 단백질이 구성 요소들 각각을 위해서 필요하지는 않다.
- DNA의 메틸화 상태는 일부 트랜스포존들의 전위 빈도에 영향을 미친다.
비-복지적 전위
- 전위는 전위요소와 목표 DNA에 역 반복 서열의 말단에 전위 효소의 결합으로 개시된다. 비-복지적인 삽입들에서, 트랜스포존 말단은 3′ OH가 남겨지는 3′ 말단과 5′ 말단에서 분열된다. 목표 DNA는 비대칭적으로 절단된다. 절단되는 비대칭 염기의 수는 주어진 트랜스포존을 표시한다. 이런 염기들은 전위 과정에서 복제된다. 트랜스포존과 공유 DNA는 둘 다 절단된 후에 DNA 가닥의 교환이 일어난다. 트랜스포존에 노출된 3′ OH 그룹들은 공여 DNA의 5′ 말단에 공유결합으로 부착된다. 숙주 DNA 수선 효소들은 단일 가닥으로 된 목표 DNA의 작은 단편을 복제한다. 이것은 대부분 전위 수행에서 발견된 특징적인 목표 부위 복제를 선도한다. 이러한 방식으로, 트랜스포존의 간단한 절제와 삽입이 일어난다. Tn 10과 Tn 7은 비-복지적인 전위로 이동하는 트랜스포존들의 예이다.
복지적 전위
- 복지적 전위는 구성요소의 말단들과 목표 DNA에 전위 효소의 결합하는 비-복지적인 전위와 같은 방식으로 시작된다. 트랜스포존의 3′ 말단은 절단되고, 목표 DNA도 같이 절단된다. 비-복지적인 전위와 달리 트랜스포존의 5′ 말단은 절단되지 않는다. 가닥의 전이가 일어나고 트랜스포존의 3′ OH 그룹은 비대칭적으로 절단된 목표 DNA에 연결된다. 숙주-매개된 DNA 복제는 이 구조를 떠나서 중합되고 공동 삽입으로 알려진 어떤 것은 생성시킨다. 공동 삽입에는 트랜스포존 두 개의 사본이 있다. 두 사본은 원래 트랜스포존으로부터의 DNA 한 가닥과 새롭게 복제된 가닥 하나를 가진다.
- 공동 삽입은 두 메커니즘의 하나에 의해 트랜스포존의 단일 사본을 함유하는 두 개의 DNA 분자로 분해될 수 있다. Tn 3과 같은 어떤 트랜스포존은 레졸바제라 불리는 특이적인 단백질을 암호화한다. 레졸바제는 res 부위라고 불리는 트랜스포존 내부의 특이한 부위에 결합하고, 트랜스포존 두 복사본 사이의 부위-특이적 재조합을 촉진한다. 다른 트랜스포존은 공동 삽입을 해결하기 위해 숙주의 상동 재조합 효소에 의존한다
- 공동 삽입 구조의 해결.
(a) 트랜스포존이 res 부위로 이동하여, resolvase 단백질을 암호화한다면 그것은 공동 삽 입체를 분리하기 위한 부위 특이적 재조합 기구를 사용할 것이다.
(b) 만약 트랜스포존이 부위 특이적인 재조합 시스템을 가지지 않는다면, 공동 삽입은 상동 재조합에 의해 분리될 것이다. 상동 재조합의 수행은 트랜스포존의 어느 곳에도 일어날 수 있다.
공동 삽입의 형성으로 전위 작용을 예측할 수 있는가?
- 상호 삽입은 몇 가지 다른 기구에 의해서 형성될 수 있다.
(a) 반복적 전위에 의한 공동 삽입의 형성
(b) 트랜스포존을 가진 두 분자 사이의 상동 재조합에 의한 공동 삽입. 어떠한 전위도 이러한 방법으로 일어나지 않는다.
(c) 그 자신이 공동 삽입된 공여 분자로부터 비반복적 전위에 의한 공동 삽입의 형성. 말단 표시(▲)는 전위 반응을 나타낸다.
생물학