다양한 세포신호전달에 의한 유전자 발현 (원핵생물의 유전자 조절-오페론(operon), 진핵생물의 유전자 조절-전사 단계에서의 유전자 발현 조절)

소개글

다양한 세포신호전달에 의한 유전자 발현 (원핵생물의 유전자 조절-오페론(operon), 진핵생물의 유전자 조절-전사 단계에서의 유전자 발현 조절)에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 서 론……………………………-2-

2. 본 론……………………………-2-

　가. 원핵생물의 유전자 조절……………………………-2-
　　● 오페론(operon)
　　　◆ 유도성 오페론(inducible operon)
　　　◆ 억제성 오페론(repressible operon)

　나. 진핵생물의 유전자 조절……………………………-5-
　　● 전사 단계에서의 유전자 발현 조절
　　　● DNA 수준에서의 유전자 발현 조절
　　　● 전사 후 단계에서의 발현 조절

3. 결 론……………………………-8-


4. 참고문헌(Reference)……………………………-9-

본문내용

발현을 활성화시키는 메커니즘은 promoter처럼 뉴클레오솜의 구조를 변화시키거나 전사 조절기구에 관여된 단백질들과의 직접적인 상호작용에 의해 일어날 수 있다.
DNA 수준에서의 유전자 발현 조절 DNA의 결실, 증폭, 재배열 등을 통해 유전자 발현이 조절된다.
-DNA 결실 이 방법은 포유류 적혈구의 발생과정에서 볼 수 있다. 적혈구의 전구세포인 적혈구 모세포가 분열하면서 하나는 간세포로 잔존하고 다른 하나는 적혈구로 분화되는데, 이 과정에서 핵이 상실된다. 따라서 헤모글로빈 단백질의 합성은 이미 전사된 mRNA에 의해 일어난다. 그 후 리보솜의 세포내 성분들이 없어져서 단백질 합성은 중지되고 헤모글로빈 단백질이 가득 차게 된다. 염색체 결실이라고 보기 보단 핵 결실이 더 정확할 것이다.
-DNA 증폭 대표적인 예는 초파리의 침샘세포에서 볼 수 있다. 복제된 DNA가 분리되지 않고 서로 연결되어 다 배체의 거대염색체가 형성된다. 특정 유전자의 증폭이 아닌 전체 염색체의 증폭이다.
-DNA 재배열 재배열에 의해 유전자의 전사조절 부위에 있던 전사억제 요소가 제거되던지 전사에 필요한 promoter 요소와 유전자가 결합되어 전사가 증가될 수가 있다.
전사 후 단계에서의 발현 조절
-Splicing 같은 유전자일지라도 선택적인 splicing이 일어나 다른 mRNA들이 생성될 수 있으며 따라서 다른 단백질이 만들어 질 수 있다. 이러한 예는 초파리의 발생 초기 단계 또는 성 결정에 관여하는 유전자로부터 포유동물의 근육수축이나 신경작용에 관여하는 유전자 까지 많이 알려져 있다. 이러한 선택 splicing이 일어나는 mRNA의 종류는 크게 3가지로 나눌 수 있는데 5' 말단이 다른 경우, 3' 말단이 다른 경우, 5', 3' 말단은 같으나 중간부분이 다른 경우이다. 5' 말단이 다른 경우에는 다른 종류의 promoter가 존재하여 promoter에 따라 5' 말단이 다른 mRNA가 생성된다. 3' 에 poly A가 첨가되는 반응이 다른 경우 분해정도가 달라지기 때문에 splicing도 달라질 수 있다. 5'3'은 동일하나 중간이 다른 경우에는 조직 특이성 splicing 인자가 관여하는 것으로 생각된다.
-RNA 수송 조절 핵 안에서 생성된 mRNA는 단백질 합성을 위해 세포질로 수송되어야 한다. 이것은 핵공을 통해 일어나며 에너지가 소모되는 능동과정이다. 이 수송과정에서의 조절도 가능할 것으로 생각된다.
-RNA 안정성을 통한 조절 mRNA의 3'에 대한 여러 가지 구조적 변형, 첨가 반응을 통한 수명 조절이 일어난다.
-번역 단계에서의 조절 이 조절은 특별한 경우에 발견된다. 대표적인 예가 수정란에서 발견되는데 미수정란이 정자에 의해 수정되면 단백질 합성이 수정란에 이미 존재하고 있는 모계 RNA에 의해 일어난다. 이는 양적뿐만 아니라 질적인 변화도 수반한다. 이는 번역단계에서의 조절에 의해 단백질 생성이 달라진 것으로 보인다. 열충격을 주었을 때 이미 존재하고 있던 세포 RNA 번역은 억제되기도 하며 헤모글로빈 합성에 필요한 헴 인자의 존재 유무에 따라 적혈구 세포에서 글로빈 mRNA의 번역과 철 성분의 존재 여부에 따라 철 결합단백질인 페리틴 mRNA의 번역이 조절된다.
3. 결 론
모든 세포는 주변 환경으로부터 신호를 받고 그것에 반응한다. 이것은 세포수준의 의사소통이라고 할 수 있다. 이러한 신호전달에 의한 유전자 발현은 각각의 신호전달에 의해 조절되어, 다양한 단백질을 만들어 어떠한 복합체로서의 개체를 구성하는 수많은 각각의 세포에 기능들을 통합하거나 조절한다. 이렇게 당연하게 일어나는 현상이라 몰랐지만 이렇게 관심을 가지고 자료를 찾아서 알게 되니, 이렇게 복잡하고 정교한 작업들이 나에게서 일어나고 있다는 것에 새삼 놀라게 되었다. 지금 이 순간도 우리의 몸에서 아주 정교한 신호전달을 통해, 그 신호 전달에 맞는 단백질을 생산하고 있다. 만약 그렇지 못하면, 어떠한 질병을 유발하거나 이미 질병을 가지고 있을지도 모른다. 앞으로 세포신호전달에 대해 연구하면 잘못된 세포신호전달에 의한 유전자 발현으로 생기는 질병과 잘못된 신호전달을 줄이고 고칠 수 있을 것이다.
4. 참고문헌(Reference)
한국식품과학회, 『식품과학기술대사전』, 광일출판사, 2008
강영희, 『생명과학대사전』, 아카데미서적, 2008
박상대 역, 『필수 세포생물학』, 교보문고, 2010, 8장
문동오, 『세포생물학 수업자료』, 2012, 9장
두산백과
네이버 지식백과
위키 백과사전

키워드

세포신호전달,   세포,   생명공학,   유전자 발현,   유전자,   Cell,   Gene,   생명