표적 면역
- Tn 3, Tn 7, Mu와 같은 트랜스포존들은 표적 부위를 선택할 때 있어서 독특한 특성을 나타낸다. 만약 DNA의 표적 부위에 이미 트랜스포존이 존재한다면, 같은 트랜스포존의 복사체에는 첫 번째 요소의 근접한 목표 DNA가 삽입될 수 없다. 이러한 현상을 전위 면역 또는 표적 면역이라고 한다. 표적 면역은 아주 먼 거리까지 영향을 미칠 수 있다.
분자적 도구로서의 트랜스포존
- 트랜스포존은 염색체에 무작위적으로 삽입될 수 있기 때문에 아주 유용한 유전적 도구이다. 예를 들어, 트랜스포존은 삽입 부위의 유전자 기능 파괴를 가져오는 돌연변이를 만들 수 있다. 어떤 유전자 주위에 트랜스포존의 삽입이 일어나면 찾아낼 수 있다. 유전자들은 트랜스포존 말단 사이에 삽입되기 때문이다.
- 몇몇 경우를 제외하고 트랜스포존은 스스로는 세포에서 다른 세포로 이동하지 않는다. 대부분의 트랜스포존은 세포 간의 이동을 위해서 벡터가 필요하다. 벡터로는 박테리오파지, 플라스미드 혹은 접합성 플라스미드를 이용할 수 있다. 벡터는 세포에서 다른 세포로 이동할 수 있고, 트랜스포존은 간단하게 표식을 붙인다.
- 트랜스포존이 DNA의 한 부위로부터 다른 부위로 이동할 때, 표적 DNA의 기능에 거의 주의하지 않는다. 만약 표적 DNA가 유전자의 중간 부위이면, 트랜스포존은 그 유전자의 기능을 파괴한다. 이것은 눌 변이주로 알려진 비기능적 유전자를 만들게 된다. 이러한 눌 변이주 타입을 분리할 때, 트랜스포존이 가지고 있는 항생제 저항성 유전자를 이용한다. 이러한 접근의 장점은 이러한 돌연변이들이 두 가지의 특성을 가지고 있다는 것이다. 유전자는 파괴되어 기능을 가지지 않은 것과 항생제 저항성을 가지게 된다. 항생제 저항성은 존재하지 않는 돌연변이 세포에서 세포로의 이동에 사용될 수 있다. 항생제 저항성 이용은 분자적 표준기술로 사용되는 파괴된 유전자의 동정과 클론 화에 사용할 수 있다.
- 전위 면역은 자신 내부나 자신의 주변으로 이동을 방해한다. 두 번째 DNA 분자로 전위가 허용되면, 동일 분자의 먼 거리로 전위가 일어난다. 전위 면역에 의해 보호되는 DNA의 양은 트랜스포존에 따라서 다르다. Tn 7에서는 전위 면역
유전자 내로의 전위는 유전자의 기능을 잃게 한다.
- mRNA 내에서의 gene X의 번역은 정확한 샷인 달간을 노 서열과 AUG 개시 시그날에 의해 정상적으로 이루어질 것이다. 그리고, 트랜스포존 내에 있는 첫 번째의 정지코 돈에서 종결될 것이다.
- 박테리오 파아지P1을 사용한 일반적인 형질도입으로 gene X의 이동을 확인하는 선택 마커로 사용된다.
제7장 박테리오파지
박테리오파지의 생활사
- 파지가 세균에 감염하기는 매우 까다롭다. 이것이 파지의 숙주 범위를 결정하는 것이다. 하나의 파지에 의해 감염되고 증식한 후에 하나의 세균으로부터 방출되는 파지 개수를 평균 방출수라 한다.
용균-용언 선택
- 파지가 세균에 감염하고 자손을 생산하는 것을 용균 감염이라 부른다. T4와 같은 어떤 파지는 용균 성장만 할 수 있다. 또 어떤 파지는 그들의 염색체를 세균 내에서 안정하고 잠복 상태를 유지할 수 있는 능력이 있다. 이것을 용원성이라 한다. 용균과 요원의 두 가지 경로를 거칠 수 있는 파지를 약독성 파지라 한다. P1과 λ는 약독성 파지이다. M13은 숙주 세균의 죽임 없이 그것으로부터 잇따라 빠져나오는 독특한 파지이다. 이런 이유로, M13은 진정한 요원 상태를 가지지 않는 것으로 간주하기 때문에 약독성 파지가 아니다. 세균이 잠복한 파지 염색체를 가지고 있을 때 그것을 용원균이라 한다. 숙주 염색체에 삽입된 파지 게놈을 프로 파지라 한다.
λ 생활사
λ 부착
- 파지는 세포 표면의 특별한 구조와 결합하거나 부착함으로써 숙주 세균을 확인한다. 많은 다양한 세균표면구조가 결합 부위로 사용될 수 있다. 부착의 기본은 세균표면의 특별한 구조와 파지의 특별한 표면구조와 서로 작용하는 것이다. λ는 λ 꼬리 끝에 존재하는 J 단백질이라 불리는 단백질을 통해 LamB라 불리는 외막단백질과 결합한다. 일반적으로 LamB는 당인 말토스 및 말토덱스트린과 결합하고 흡수하는 기능을 한다.
λ DNA 주입
- 우선 λ가 LamB에 결합하는데 그 결합은 가역적이다. 이 과정은 단지 λ 꼬리와 LamB 단백질만을 필요로 한다. 또한 λ가 세포질 내로 들어가기 위해 LamB뿐만 아니라 Pst라 불리는 내막 단백질을 이용함
세균 세포질 내에서의 λ 게놈의 보호
- λ는 자기 DNA에 cos 부위라 불리는 특이한 부위를 가지고 있는데 이것이 DNA를 원형과 하는데 사용된다. cos 부위는 22 염기로 되어있는 염기서열로 그것은 λ DNA가 조립될 때 비대칭적으로 잘린다. 잘린 cos 부위는 12 염기의 돌기를 가진다. λ 게놈의 왼쪽 끝에 하나의 잘린 cos 부위와 λ 게놈의 오른쪽 끝에 잘린 다른 cos 부위를 가진다. λ DNA가 세포질로 주입되면 선형의 λ 게놈 양쪽의 잘려진 cos 부위가 결합한다. 숙주에 존재하는 효소인 DNA ligase는 cos 부위의 양쪽 끝에 있는 니트를 연결하여 공유 결합적으로 닫힌 원형의 λ 게놈이 만든다. 숙주가 암호화하는 소인 DNA gyrase는 λ 분자를 초나선으로 만든다.
λ 게놈이 안정화된 후에 무슨 일이 일어나는가?
- λ 게놈은 왼쪽 프로모터 PL, 오른쪽 프로모터 PR, 억제자 생성을 위한 프로모터 PRE, 억제자 유지 프로모터 PRM, 삽입을 위한 프로모터 PI, 2번째 오른쪽 프로모터 PR′ 등으로 알려진 6개의 주 프로모터를 가진다. 게놈이 원형과 초나선 형태로 된 후에 PL, PR로부터 전사가 시작된다. 초기 유전자라 알려진 일련의 유전자들이 전사되고 번역된다. 이 유전자 산물들은 파지 발생 진행에 필요한 초기 단백질이다. E. coli RNA polymerase는 PL과 서로 작용하여 N 단백질로 번역되는 짧은 mRNA 전시물을 만든다. E. coli RNA polymerase는 PR과 서로 작용하여 CRO 단백질로 번역되는 짧은 mRNA 전시물을 만든다.
생물학