< 정리 >
중심원리
- 염색체 DNA는 RNA 분자의 주형 기능을 하고, RNA는 세포질로 이동하여 그곳에서 단백질 내의 아미노산 배열을 결정하는 유전정보의 흐름 경로를 의미한다 이 과정에서 DNA는 스스로 복제하고, DNA에 의해 RNA가 합성되는(mRNA) 전사가 일어나며, RNA에서 tRNA라는 어댑터 분자에 의해 단백질이 합성되는 번역이 일어난다
- 암호로 A를 수소결합 수용체, D를 수소결합 공여해, M을 테 밀기, H를 비극성 수소라 한다면, ADAM은 A:T 염기쌍을 나타내고, AADH는 G:C 염기쌍, MADA는 T:A 염기쌍, HDAA는 C:G를 나타낸다
- 큰 홈은 화학적 정보가 풍부하다, 중요한 암호의 해독기작은 큰 홈에 끼어들어 가 특정 DNA 서열을 인지해서 결합하는 아미노산의 곁사슬 능력이 의존한다
- 작은 홈은 화학적 정보가 풍부하지 않고 염기쌍을 구별하는 데도 유용하지 않다
RNA 중합효소와 전사 주기
- RNA 중합효소가 유전자를 전사하는 과정은 개시, 신장, 종결 단계를 통해 진행된다.
- 개시 단계에서는 프로모터와 중합효소의 복합체가 형성되고 전사개시점 주변의 DNA가 풀리며 5‘->3’ 방향으로 전사가 진행된다.
- 신장 단계에서는 RNA 중합효소가 DNA를 진행 방향으로 풀고 반대 방향으로는 다시 결합해 주며, 합성되는 RNA 가닥을 주형에서 분리한다. - 종결 단계에서는 효소가 유전자 전체를 전사하면 전사가 종결되고 RNA 산물이 DNA로부터 방출된다.
RNA 중합효소는 신장 중에 만나는 히스톤을 처리
- 전사를 촉진하고 효율적으로 일어나게 해주는 FACT라는 인자는 전사 중인 RNA 중합효소 앞에서 H2A/H2B 2량에 하나를 제거하여 중합효소가 뉴클레오솜을 지나갈 수 있게 해주고 히스톤 샤페론의 활성도 가짐으로써 진행하는 중합효소 뒤에서 히스톤 6량 체에 H2A/H2B 2량에 즉각적으로 복귀시킨다.
- 이로, FACT는 중합효소가 신장할 수 있도록 해주며 동시에 전사가 일어나는 중에도 염색질의 본래 상태를 유지한다.
폴리아 대 날과 종결
- RNA 가공작업의 마지막 단계는 mRNA의 3‘말단의 폴리아 대 날 화이며 이는 전사 종결과 연결되어 있다.
- 중합효소가 유전자의 끝에 있는 특정 서열 부위에 도달하면, RNA에 폴리아 대 날과 효소가 전달되어 RNA 절단, 3’ 말단에 폴리 아데닌 첨가, 5‘->3’ RNA 가수분해효소에 의한 RNA 중합효소에 남아 있는 RNA의 분해, 전사의 종결이 이루어진다
이어 맞추기 반응
- RNA 이어 맞추기란 mRNA 전구체에서 인트론을 제거하고 액손들을 연결하여 성숙한 mRNA를 만드는 과정을 말한다.
- 서로 다른 조합의 엑손을 가진 mRNA들이 하나의 mRNA 전구체로부터 만들어질 수 있다 이를 대체 이어 맞추기라 하며 이 이 전략으로 하나의 유전자에서 한 개 이상의 폴리펩타이드 산물이 만들어질 수 있다 이 대체 산물들을 이성질체라 한다
엑손이 연결될 때 그 사이의 인트론은 올가미 형태로 제거된다
- 인트론은 mRNA 전구 체내의 -> 포스포다이에스터 결합이 깨지고 새 결합이 형성되는 두 번의 연속적인 트랜스 에스터화 반응을 통해 제거된다.
- 첫 반응은 분기점 A의 2‘-OH에 의해 유발되어 인트론의 5‘말단이 떨어져 분기점 A와 연결되고, 두 번째 반응에서 5’ 엑손의 3‘-OH가 3’ 이어 맞추기 자리의 인산기를 공격한다. 이 반응으로 5‘와 3’ 엑손이 연결되고, 인트론의 5‘말단이 분기점 A에 연결되어 올가미 모양으로 방출된다.
3종류의 RNA 이어 맞추기 과정이 있다.
- mRNA 전구체 이어 맞추기 복합체가 매개하는 이어 맞추기 반응은 각 단계에서 U1 snRNP가 복합체에 들어오거나 떠나며, 구조적 재배열로 인해 엑손이 연결되고, U2 붙은 인트론 올가미가 떨어져 나가 제거된다.
- II군 자가 이어 맞추기는 분기점 A의 2‘-HO가 5’ 이어 맞추기 자리를 공격하여 분기된 올가미가 만들어지고 엑손의 3‘-OH가 3’ 이어 맞추기 자리를 공격해 인트론이 방출되고 엑손이 결합하는 과정이다.
- I군 자가 이어 맞추기는 분기점 A 대신 유리 G 뉴클레오타이드 또는 뉴클레오사이드를 사용한다. G의 3‘-OH기가 5’ 이어 맞추기 자리를 공격하고, G가 인트론의 5‘말단에 붙는다. 그 후 엑손의 유리 3’ 말단이 3‘ 이어 맞추기 자리를 공격하여 엑손이 결합하고 인트론은 올가미가 아닌 선형의 형태로 방출된다.
RNA 이어 맞추기 5가지 방법
정상, 엑손 도약, 엑손 신장, 인트론 유지, 대체적인 엑손
상호배제적인 이어 맞추기 작용
입체적 방해 : 인트론 안의 이어 맞추기 자리의 상대적인 위치에 따라 일어나거나 또는 인트론이 너무 짧아서 작업이 일어날 수 없는 경우
주요 그리고 소수 이어 맞추기 자리의 조합 : 이어 맞추기 자리는 주요 이어 맞추기 복합체와 소수 이어 맞추기 복합체에 의해 인식된다. 어떤 이어 맞추기 복합체와도 조합된 자리를 포함하는 인트론을 제거할 수는 없다. 그러므로 이 대체 이어 맞추기 복합체에 의해 인식되는 5‘과 3’ 이어 맞추기 자리의 적절한 배열을 통해 상호 배제가 이뤄질 수 있다.
- 종결코돈 생성에 의한 분해 : 두 엑손이 미성숙 종결코돈을 가지는 mRNA를 만들게 함으로써 일어날 수 있다.
RNA 편집
- RNA 편집은 전사된 후의 RNA 서열을 바꿀 수 있어 RNA 암호정보가 변경되어 번역에서 만들어진 단백질이 유전자 서열에서 예상되는 것과 다르게 되는 것을 말한다.
- 자리 특이적 탈아미노와는 mRNA 내의 특정한 시토신 전기가 탈 아미노화를 통해 우리딘으로 전환되는 것이다. 탈아미노와는 C를 U로 바꾸는 사이티딘 탈 아미노화 효소에 의해 이루어진다. 효소적 탈 아미노화에 의한 mRNA 편집의
- 또 다른 예에는 아데노신 탈아미노와도 포함된다. 이 반응은 ADAR 효소에 의해 수행되어 이노신을 만든다. 이노신은 시토신과 염기쌍을 이룰 수 있어서 이 변화는 mRNA에 의해 암호화되는 단백질의 서열을 바꿈
- 안내 RNA(GRAN)는 U를 암호로 삽입시키거나 결실시킬 수 있다. 암호에 U들이 더해지면 코돈과 읽기들을 변화시켜 암호의 “의미”를 완전히 바꾼다.
생물학