기본필독코스 1단계 일반생물학 " 유전자 발현 조절"

[colony]

유전자 발현 조절

   원핵 생물과 진핵 생물 모두 유전자의 선별적 방법으로 세포가 특성화 된다.

1)유전자 발현의 의미
 - 발현된 유전자란 유전정보를 RNA로 전사하여 그 메시지가 특정 단백질로 해독하는 것
 - 유전자로부터 단백질로 유전정보가 전달되어가는 과정
 - 유전자형으로부터 표현형으로 나타나는 현상

2)유전자 발현의 "결정"
 - 세포의 특성화를 위한 기본
 - 세포가 구조와 기능 면에서 특성화 되는 것:세포 분화
 - 세포 분화는 접합체를 성숙 된 개체로 전환하는데 관여
단백질이 환경의 변화에 따라 DNA상호작용하여 원핵 생물의 유전자를 조절한다.

*유전자 조절 과정
원핵 생물은 여러 종류의 오페론을 갖고 있다.
1)락오페론-락오페론의 억제자는 락토오즈와 결합시만 불활성화 되고 그 자체만으로 존재할 때는 활성화
2)트립오페론-그 자체만으로는 활성이 없는 억제자에 의해 조절되는 경우
3)활성자 단백질을 이용-DNA와 결합.오페론을 켜는 작용을 함
진핵 생물에세 분해에 의하여 세포가 특성화된다
 - 진핵 생물 특히 다세포 생물의 유전자들은 복잡한 유전자 조절 기작을 갖고 있다.접합체가 다세포 생물로 발달함에 따라 세포들은 특성화 되거나 분화된다.
 - 각각의 분화된 세포들은 각 기능을 수행하기에 적절한 구조를 하고 있으며, 이런 여러 종류의 분화된 세포들이 모여 하나의 개체로서의 기능을 함.
특성화 된 생물들도 모든 유전적 잠재능력을 갖고 있다.

*분화 된 세포들은 거의 대부분 완전한 유전자 한 벌을 갖고 있다.

다세포 생물의 체세포는 모두다 똑 같은 유전자를 갖는다.
 1)과학자들은 분화 된 세포의핵도 유전적 잠재력을 갖는다고 결론 지음
 2)분화가 가역적 - 다세포 생물의 세포가 구조적으로 그리고 기능적으로 특성화.분열을 멈춘 후에도 그 세포는 탈분화가 가능. 체세도 가능하다.
 3)성숙한 식물 세포가 탈분화하여 특성화 된 세포를 모두 만들며 새로운 식물로 성장할 수 있다는 사실. 분화 된 세포는 특수한 유전자만 발현한다.

*세포 그룹들은 서로 다른 발생 경로를 따르고, 각 그룹들은 특정한 조직으로 발달.

*진핵 세포들은 특정 유전자만을 발현-특성화 됨
박테리아가 필요에 따라 다른 효소를 생산해 내는 것처럼, 다세포 생물의 세포 분화는 유전자가 선별적으로 발현 하는 것에 따른 결과 단백질의 복합체가 진핵 생물의 전사를 조절한다.
1) 진핵 생물의 세포를 연구- 조절 단백질이 DNA에 붙어서 유전자의 전사를  켜고 끄고 한다는 점을 발견
2) 진핵 생물 조절 기작- DNA특정 부위와 결합하는 단백질관여

3) 진핵 유전자- 대부분 그자체의 발현 조절 염기 서열 세트를 갖고 있다.
4) 진핵 유전자의 발현- RNA중합 효소 외에 전사 인자라고 하는 조절 단백질 관여. 이 중 한가지가 활성자이다.

5) 유전자의 전사- 활성자가 유전자로부터 멀리 떨어져 있는 엔헨서라고 하는 DNA서열과 결합
*DNA는 휘어지고 활성자는 다른 전산 인자와 작용.복합체를 이루어 프로모터와 붙게 됨.

*단백질 조합체는 RNA중합 효소를 프로모터와 결합전사가 시작되도록 촉진
…원핵, 진핵 생물 모두 DNA와 결합하는 조절 단백질 이용한다.
진핵 생물 RNA는 비 암호화 부위를 제저하고, 모자와 꼬리를 붙이는 과정을 거친다.
1)엑손과 인트론은 DNA를RNA로 전사시킴
 -그렇지만, RNA가 핵을 떠나기 전에 인트론 제거. 엑손끼리 연결되어 연속적으로 암호화 된 서열을 갖는 mRNA분자를 만든다 =>RNA스플라이싱
2)인트론의 생물학적 기능은?
 "인트론"
대부분 유전자들의 내부에 긴암호 부위
…유전자 발현을 조절하는데 있어 여러가지 방법 제공
…유전자의 다양성에도 기여
…DNA를 길게 만들고 따라서 두 대립,.유전자 사이에서 교차가 일어날 수
있는 지점수를  증가 =>유전적 다양성 증가 =>진핵 생물의 진화에 작용

유전자의 발현은 해독 과정과 단계에서 조절
1) 해독 과정에서의 조절
적혈구 세포는 헤모글로빈의 기능에 필수적인 기능에 필수적인 철 함유 화합물인 헴이 세포내에 존재하지 않을 때
헤모글로빈 mRNA의 해독을 방해하는 억제 단백질을 갖고 있다.
2) 해독 과정 이후의 조절
최종적으로 폴리펩티드를 전달하여 활성인슐린 단백질은 만든다.
세포 표면에서

 받은 정보를 신호 전달 경로를 통해 세포내에서 전달하여 반응한다.
*신호 전달 경로 - 표적 표면에 있는 신호를 세포내에서 전달 받아 이 신호에 특이적인 반응을 하도록 전환하는 일련의
물질 변화이다.