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유전정보의 발현 : DNA  RNA  단백질 ( 전사 ) ( 번역 )

유전정보의 발현 : DNA  RNA  단백질 ( 전사 ) ( 번역 ). 진핵세포의 경우. 효소활성의 조절 ( 생화학반응의 조절 ) 양적조절 ( 유전적 조절 ) : induction, repression. 질적조절 ( 활성의 조절 ): : zymogen, compartmentation, allosteric regulation, feedback inhibition,

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유전정보의 발현 : DNA  RNA  단백질 ( 전사 ) ( 번역 )

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Presentation Transcript

  1. 유전정보의 발현 : DNA  RNA  단백질 (전사) (번역) 진핵세포의 경우

  2. 효소활성의 조절 (생화학반응의 조절) • 양적조절 (유전적 조절) • : induction, repression. • 질적조절 (활성의 조절): • : zymogen, compartmentation, • allosteric regulation, feedback inhibition, • regulation by signal (ex, hormon) • 3. EC 에 의한 조절

  3. 전사: DNA와 RNA polymerase와의 상호 관계 생산물은 RNA (mRNA, tRNA, rRNA, hnRNA, snRNA 등) * DNA 와 RNA의 비교 DNA RNA 구조 이중나선 단일나선 (hairpin loop) Ntd: sugar, base 알카리 가수분해 - + 산가수분해 ++ + Attacked by Dnase Rnase Tm high low Density low high

  4. DNA는 왜 uracil 대신에 thymine을 가지고 있는가? • Cytosinedml 자발적 deamination • Uracil은 adenine가 상보적 결합 • Uracil-DNA glycosidase 발견

  5. Quiz) DNA는 왜 ribose대신에 deoxyribose를 가지는가?

  6. 전사: DNA로부터 NTP, Rpase를 사용하여 RNA를 만드는 과정 rRNA : tRNA : mRNA = 80: 15: 5 rRNA (ribosomal RNAs): 23S(3700 ntds), 16S (1700 ntds) 5S (120 ntds) tRNA: ~ 75 ntds mRNA : heterogeneous state.

  7. Jacob-Monad의 전령의 추론 1. 전령은 DNA 조성을 반영할것 (즉 정보의 전달자) 2. 전령의 크기는 다양할 것 3. 전령은 polynucleotide일 것 4. 전령은 ribosome과 일시적으로 회합할 것 5. 합성과 분해가 신속할 것

  8. mRNA 존재의 실험적 증명 • T2 phage를 대장균에 감염후 새로운 단백질이 어떻게 • 합성되는가 (15N, 13C  14N, 12C, 32P, 35S) •  새로운 리보좀이 생산 •  기존 robosome이 새로운 RNA와 결합하여 생산 • 2. T2 파아지 감염후 만들어지는 새로운 RNA는 T2 파아지 • DNA 와 hybridize…. • 32P-RNA vs 3H-DNA

  9. 원핵세포의 경우 전사 : 주형, 전구체 (NTP), 2가 양이온, RPase Refer: 주형 특이성 (ds DNA, ss DNA- okey, 반면 RNA-DNA, ssRNA, dsRNA는 주형으로 작동하지 않음) DNA-dependent RNA polymerase: holoenzyme(ααββ`σ)으로 구성, σ가 제거된 경우 core enzyme 핵산가수분해 활성이 없다 (fidelity 10-4 ~ -5) 노출된 3`OH가 비필요 DNA합성과는 달리 보존적이다. 전사개시는 holoenzyme 과 NTP 요구 : promoter 결합 – open promoter complex 형성 (Sigma factor는 각각의 promoter site인식, double helix unwinding)  다양한 sigma factor 가 존재)

  10. 전사 (원핵): 개시 –연장 –종결 (see next page) 전사의 개시: promoter (~ 40 bp)= recognition site + binding site (Pribnow box : TATA box) 전사개시는 A, or G에서 시작 즉 pppA, pppG (전사시 주형의 선택성 : ??? !!!) RNA는 5`-3`로 합성, RPase는 3’ -> 5`로 이동 (초당 약 50 ntds)

  11. DNA footprint

  12. 연장 : 전사 개시후 약 8 bp 합성 이후, σ factor의 해리 종결 : GC rich terminator (rho-dependent, rho-independent) 구조 : GC rich – AT rich - UUUU 전사종결인자 : (로우) 합성 RNA가 로우 존재유무에 따라 길이가 다르다는 사실에서 시작 즉 로우 없이도 전사 종결 가능, (rho-dependent 경우 ATP소모)

  13. 전사후 가공 (post-transcriptional processing) • mRNA –거의 무 가공 • rRNA, tRNA 의 동시생산 • 3. 염기 및 리보오스의 수식 및 변화

  14. 원핵세포의 mRNA – polycistronic Cistron : The section of the DNA moleculrs that specifies the formation of a particular polypeptide chain. Operon : 여러 관련 인접 cistron에 의한 조합으로 유전자 발현의 최소단위 ( regulator + promoter + operator + structural) Regulon: 동일 regulator gene 에 의해 조절되는 a non-contiguous group of genes See next page Cf. 진핵세포의 경우에는 거의 다 monocistronic 임 (특별한 rRNA, tRNA를 제외한 경우)

  15. 진핵세포의 경우 - 3종류의 DNA-dependent RNA polymerase 관여 • 진핵세포 mRNA는 만들어진후 • 바로 단백질 합성에 이용되지 못한다… • 많은 수식과 변화후 리보솜과 • 사귀기 시작한다. amanitin

  16. 전사개시는 A, or G에서 시작 • 5’– cap 구조 와 3’ poly A tail 구조

  17. 5’ cap 및 3’ poly A의 역할 • 탈인산 가수분해, 핵산가수분해 효소로부터 • RNA를 보호 • (mRNA의 안전성 기여) • 2. 번역 증진 • 3. 핵막을 통과하는 signal (??)

  18. - 전사후 가공 (post-transcriptional processing) splicing (hnRNA): exon, intron (GU ~ AG) 또는 (GA ~ AG)

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