생2칼럼 14회차) 진핵생물의 전사 조절

안녕하세요! 생2 뽀개기입니다. 오늘은 유전자 발현 조절 중 진핵생물에 대해서 다루고 다음번에 오페론에 대해서 다루도록 하겠습니다. 원래는 원핵생물이 먼저 등장하지만... 원핵생물의 오페론 관련 문제를 같이 다루기 위해 다음으로 미루었습니다.

진핵생물의 유전자 발현 조절은 다음과 같이 이루어집니다.

1. 전사 전 조절

원래 DNA는 얽히고 섥혀 있습니다. 히스톤 단백질에 꽁꽁 묶여 있는데, 전사를 하기 위해서는 DNA의 히스톤 단백질들을 풀어 줘야 전사 가능한 상태가 되어 mRNA를 만들 수 있습니다. 여기서 DNA 메틸화 등등... 의 내용이 등장하는데 여기까지 알 필요는 없습니다. 

2. 전사조절

여기가 가장 중요합니다!

이렇게 DNA를 풀어줬다면 이제는 RNA 중합 효소가 프로모터에 붙을 수 있도록 해주는 작용이 필요합니다. RNA 중합 효소가 프로모터에 그냥 붙을 수 있는 게 아니라, 전사가 가능하게 해주는 여러 가지 전사 인자들이 필요합니다. 이 전사인자들은 단백질이며, 전사 인자들은 DNA의 '조절 부위'라는 부분에 붙어서 전사를 돕습니다. (조절 부위는 평가원 문항에서 '전사 인자 결합 부위'로 종종 쓰입니다) 그림은 다음과 같습니다.

이렇게 많은 전사 인자들이 RNA 중합 효소와 합쳐지면 전사가 개시 될 수 있는 조건이 되어 전사가 시작되어 mRNA가 만들어지게 됩니다. 이 전사인자 관련해서 가끔씩 킬러 문제들이 나오기도 하는데, 그것은 오페론을 다룬 뒤에 따로 다시 보도록 하겠습니다!

3. 전사 후 조절(RNA 가공)

- 처음 만들어진 RNA에는 인트론과 엑손이 섞여 있습니다. '인트론'은 단백질 암호화 부위가 아닌 부위를 일컫으며 '엑손'은 단백질 암호화 부위를 일컫는 말입니다. 단백질을 만들기 위해서는 암호화 부위만 필요하겠죠? 그래서 이 인트론을 제거해주는 RNA 스플라이싱 과정(RNA 가공)이 일어납니다.

그림에서 보이듯이 인트론을 제거해 주는 것입니다. 이 과정은 핵 속에서 일어나며, 성숙한 mRNA는 핵공을 통해 핵 바깥으로 빠져나가게 됩니다.

(원핵생물에서는 이런 과정이 일어나지 않습니다)

4. 번역 조절

-번역 조절은 mRNA의 분해 속도나 mRNA에 붙는 리보솜의 개수를 조절하여 mRNA로부터 단백질이 합성되는 속도를 조절하는 것입니다. 단백잴이 많이 필요하면 mRNA를 천천히 분해시키고 적게 필요하면 빨리 분해시켜야겠죠?

오늘은 약간 짧게 끝났습니다. 다음에는 오페론 개념+ 문제, 그리고 전사인자 킬러 이렇게 두 번 더 해서 이 단원을 마무리지을 생각입니다. 감사합니다!