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고등생물의 유전적 구성

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고등생물의 유전적 구성 - PowerPoint PPT Presentation


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고등생물의 유전적 구성. 진핵세포. 세포 모양을 유지시켜 주며 물질을 수송하는 세포 내부의 세포 골격을 갖는다 . 세포질과는 막으로 그 내부가 서로 구분되어 있는 세포질 내의 막성 구획물 , 즉 세포소기관을 갖는다 . 세포소기관을 둘러싸고 있는 막은 세포소기관의 분자 물질을 세포 내의 다른 분자와 격리시켜 불필요한 반응이 일어나지 못하도록 한다 . 세포질로부터 중요한 원자재를 세포소기관으로 들어오게 하거나 세포소기관 내의 생성물을 세포질로 내보내는 수송조절자의 기능을 수행한다.

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PowerPoint Slideshow about '고등생물의 유전적 구성' - zachary-calhoun


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Presentation Transcript
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진핵세포
  • 세포 모양을 유지시켜 주며 물질을 수송하는 세포 내부의 세포 골격을 갖는다.
  • 세포질과는 막으로 그 내부가 서로 구분되어 있는 세포질 내의 막성구획물, 즉 세포소기관을 갖는다.
  • 세포소기관을 둘러싸고 있는 막은 세포소기관의 분자 물질을 세포 내의 다른 분자와 격리시켜 불필요한 반응이 일어나지 못하도록 한다.
  • 세포질로부터 중요한 원자재를 세포소기관으로 들어오게 하거나 세포소기관 내의 생성물을 세포질로 내보내는 수송조절자의 기능을 수행한다.
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진핵세포의 염색체 구조
  • 진핵세포의 염색체는 선형이다.
  • 선형의 염색체이기 때문에말단 부분과 중간부분이 존재한다.
  • 중간부분에는 동원체가 있으며 염색체의 말단 구조를 텔로미어(telomere)라고 한다.
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텔로미어
  • DNA 분자가 선형이면 복제시RNA프라이머가 제거되고 나면 프라이머가 있었던 만큼의 틈이 생긴다는 문제가 생긴다.
  • 진핵세포의 염색체 말단에 있는 텔로미어는6개의 염기쌍이 반복되는 구조로 구성된다.
  • 텔로머라제(telomerase)라는 효소가 염기쌍을 추가해줌으로써 손실을 상쇄한다.
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텔로머라아제
  • 텔로머라아제는3’말단의 6bp 반복서열을 인식한다.
  • 텔로머라아제는 새로운 6bp 반복서열을 만든다.
  • 세포는 세포분열의 횟수가 정해져있다.

DNA복제시 염색체의 말단이 짧아지기 때문에 세포의 수명과도 연결된다.

일반적인 세포는 텔로머라아제가 없지만줄기세포나 생식세포, 암세포에서 볼수있다.

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Dna는 어떻게 포장되는가?
  • 진핵세포DNA의 대부분은 비암호화 서열이기 때문에 세균보다 유전자가 10~20배 많다. 크기에 있어서 500배나 많은 DNA를 포함하고 있다.
  • 히스톤 단백질은 H1,H2A,H2B,H3, H4의 다섯종류가 있다.
  • 8개의 히스톤 이 뭉쳐 DNA를 감아 핵심입자(core particle)을 형성하고 아홉번째 히스톤이 핵심입자 다음에 연결되어 뉴클레오좀을 형성한다.
  • 뉴클레오좀 사슬은 나선으로 감겨 거대한 솔레노이드(solenoid) 구조를 형성하고 계속적인 접힘과정을 거쳐 염색체를 형성하게 된다.
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진핵세포의 유전자
  • 진핵세포의 유전체는 유전자 이외에 많은 수의 비암호화DNA 염기서열을 가진다.
  • 동원체와텔로미어 주위에 단순서열 DNA를 포함하는 반복 DNA (중도 반복서열, 고도반복서열)
  • 진핵 유전체에서 가장 흔하게 발견되는 전위인자와 그 연관된 서열들이다. 진핵세포에는트랜스포존과레트로트랜스포존이라는두가지 전위인자가 있다.
  • 보통 진핵세포의 유전자는 하나만 존재하지만 종종 유사한 서열의 유전자가 여러 개 존재할수 있고 이들을 다유전자군이라고 한다.

(rRNA유전자, 글로빈 유전자)

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진핵세포의 유전자구조
  • 진핵세포의 염색체 전체에 걸쳐 유전자 사이에 있는 쓸모없는DNA뿐만 아니라 실제 유전자 자신도 비암호 DNA로 끊어져 있다.
  • 비암호화 서열을 인트론(introne)이라하고

암호화 정보를 가진 DNA영역을 엑손(exon)이라고 한다.

  • 고등한 진핵세포의 대부분의 유전자에 인트론이 있고 엑손보다 길이가 길다.
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진핵세포의 전사
  • 진핵세포의 프로모터 영역은 크게 세가지 영역으로 나누어 볼수 있다. 개시상자, TATA 상자, 상류요소로 나누어 볼수 있다.
  • 개시상자는 전사시작부위에서 발견되는 서열이며 일반전사인자 에 의해 인식되는 TATA 상자, 상류요소로 구분할수 있다.
  • 일반전사인자 에 의해 세가지 영역이 인식이 되면 RNA 중합효소Ⅱ가 결합하여 전사개시 복합체를 형성하게 된다.
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진핵세포의 전사
  • 인핸서는 구조유전자의 중간에 또는 멀리 떨어져 있어 특별한 전사인자가 결합했을때 전사의 속도를 증폭시키는 역할을 한다.
  • 전사인자 전사를 조절하여 유전자 발현을 조절하는 특별한 단백질이다.
  • DNA 특별한 서열에 결합하는 영역, RNA 중합효소 복합체에 결합하는 영역, 유전자가 들어있는 핵으로 들어가는 영역, 유전자가 발현되도록 신호하는 어떤 종류의 자극에 반응하는 영역의 4개의 영역으로 구분할수 있다.
rna processing
RNA processing
  • 전사과정이 끝났다고 하더라도 RNA가 핵밖으로 나오기 위해서는 가공과정을 거친다.
  • Processing과 Splicing의 두가지 가공과정으로 나눠볼수 있다.
  • RNA분자는 5’끝에 CAP을 3’끝에 Poly A 꼬리를 단다.
  • RNA분자 5’끝에 구아노신1인산이 첨가되어 CAP을 달고 3’말단 AAUAAU- 염기서열을 인식하여 핵산내부 가수분해효소에 의해 잘려진후아데닌 꼬리를 붙인다.
rna splicing
RNA splicing
  • 인트론을 제거하는 과정이다.
  • Splicing 복합체를 형성하여 일어나게 되는데 snRNA와 snRNP가 결합하여 복합체를 형성하고 인트론을 제거하게 된다.
  • Splicing의 첫번째 단계는 Splicing복합체가 인트론의 양 끝을 인식하고 결합한다.
  • 왜 인트론 제거과정에서 snRNA와 snRNP가 필요할까?

인트론을 제거하는 과정은 단일염기조차 오류도 허용되지 않도록 정교해야 하기 때문에 복잡하게 진행이 된다.

splicing
대체 SPLICING
  • 하나의 유전자에서 하나 이상의 단백질을 만들도록 하는 mRNA가공과정의 변형을 대체 splicing이라고 한다.
  • 특정 스플라이스 교차점이 완벽하게 만들어져야 하지만 진핵세포는 때로는 유전자안에 다른 splice 자리를 이용하도록 선택할수 있다.
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RNA 편집
  • 유전자 전사물 내에 암호화된 정보를 바꾸는 전사후 과정을 RNA 편집(editing)이라고 한다.
  • 편집은 두가지 형태로 진행이 된다.

시토신탈아미노화 효소에 의한 편집과정,

우리딘일인산 잔기의 삽입과 제거

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진핵세포의 단백질 합성
  • 고등생물의 리보솜은 40S(작은) 60S(큰) 소단위가 결합하여 80S를 형성한다.
  • 진핵세포는 단백질 합성 장소인 리보솜이 세포질에 존재한다.
  • 많은 개시인자가 리보솜이 작동되기 위해서 필요하다. tRNA, 40S, mRNA, cap 결합단백질, 60S 소단위가 결합을 한다.
  • 40S 리보솜 소단위와 개시 tRNA 가 결합하면서 단백질합성이 시작된다.
  • 원핵세포의 경우 리보솜결합부위(샤인달가노 서열)에 리보솜 소단위가 결합을 하지만 진핵세포는 리보솜 결합부위가 없어 5’CAP을 인식하게 된다.
  • 개시 tRNA가 시작코돈을 찾으면 60s 리보솜이 결합을 하여 단백질 합성이 진행된다.