[생화학개론]유전자 발현의 조절 1부

개요

발생이 진행됨에 따라 근육, 신경, 혈구세포 등과 같이 서로 다른 다양한 세포 유형이 많들어 지게 되는데 이 과정을 분화라고 한다. 분화(differentiation)는 세포유형별로 각각 다른 유전자를 발현시켜 서로 다른 다양한 종류의 RNA와 단백질을 만들어 축적하기 때문에 일어난다. 그렇다면 세포들이 어떻게 수천 개의 유전자 중에서 특정 유전자만을 단백질로 발현시키는가?

똑같은 유전정보를 갖고 있는 세포들도 유전자의 활성을 조절하는 기작에 따라 활성이 조절되어 서로 다른 구조와 기능을 갖는 세포로 발달하게 된다. 예를 들면 초파리의 눈에서 수정체로 발달되는 세포는 렌즈단백질을 생산하는 유전자는 발현되지만 다른 유전자들은 발현되지 않는다. 그래서 유전자 발현(gene expression)이란 유전자가 RNA로 전사되고 다시 단백질로 번역되는 과정을 말한다. 유전자 발현은 정확하게 조절되어 외부조건의 변화에 신속하게 대응하거나 개체 유지에 필요한 발생과정과 분화과정이 조화롭게 일어날 수 있다. 유전자 발현의 조절은 다양한 기작에 의해 일어난다.

조절 방향에 따른 유전자 발현 조절	조절 기작
∘ 네거티브 기작 : 발현을 억제시키는 기작 ∘ 포지티브 기작 : 발현을 촉진시키는 기작	∘ 전사단계 ∘ 번역단계 ∘ 번역후단계

세포는 DNA 염기서열 자체를 변화시키지 않은 상태에서 유전자발현을 조절한다. 이와 같은 사실은 어떻게 증명될 수 있는가? § 가정 만약 발생이 진행되는 동안 근육으로 될 세포와, 표피로 될 세포에서 DNA에 비가역적 변화가 있었다면, 분환 된 이 두가지 세포의 DNA는 서로 다른 염기서열을 가지고 있게 되며, 또한 완전한 성체를 구성하기 위한 능력을 갖지 못했을 것이다. § 실험 핵이 제거된 개구리 난자에 표피세포로부터 추출한 핵을 주입하였더니, 정상적인 발생이 진행되었다. § 결론 표피세포의 핵에는 정상적인 발생에 필요한 DNA 염기서열 모두가 온전하게 보존되어 있음을 시사한다. 하나의 생물체에서 다양한 세포유형이 나타나는 이유는 각각의 세포가 서로 다른 유전자를 갖고 있어서가 아니라 단지 유전자의 다른 부분을 발현시키기 때문이다.

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