락 오페론에 관하여(Lac Operon, Lactose Operon, permease) 락토스 오페론

소개

lac operon의 발현에 관한 자세한 설명과
lac operon의 산물인 beta galactosidase와 lactose permease의 특징, 메카니즘 등 자세하게 조사하였습니다.

영어 논문 직접 해석해가며 정리했습니다. 이 자료를 통해 발표도 A+ 받았습니다.
많은 도움 되실 겁니다

목차

1. 서론
1.1 유전자 발현
1.2 유전자 발현 조절의 필요성

2. 본론
2.1 유전자 조절
2.2 Operon
2.3 E.coli 에서의 젖당 분해 조절 (lac operon)
2.4 Enzymes and inhibitor(β-galactosidase, lactose permease, lac repressor)

3. 결론

4. 참고자료

본문내용

1. 유전자 발현
유전자 발현이란, DNA를 구성하는 유전정보인 유전자로부터 생물을 구성하고 생존에 필수적인 역할을 하는 단백질을 합성하는 과정이라고 볼 수 있다. 이를 통해 생물체의 유전형질을 다음세대로 전달해 보존할 수도 있다.
단백질의 합성은 다음과 같은 순서로 진행된다.
DNA에 암호화 되어있는 유전자로부터 RNA가 만들어진 후 RNA로부터 단백질이 만들어진다.

1.2 유전자 발현 조절의 필요성
Bacteria와 인간의 genome에는 각각 4000, 25,000여개의 유전자가 존재한다.
수많은 유전자 중에서 일부만이 하나의 세포에서 일정시기에 발현된다. 유전자 발현을 통해 생성된 산물들은 종류가 매우 다양하며 그 수(농도) 또한 각양각색 이다. 유전자 발현을 통해 생성된 산물들의 농도가 다른 이유는 무엇일까. 그 이유는 매우 복잡하고 다양하지만 필요성과 효율성이 가장 클 것이다. 어떤 산물의 경우 생물을 구성하고 살아가는데 있어 필수적인 반면, 그렇지 않은 경우도 있을 것이다. 하나의 산물이 어떤 대사과정에서 그 역할을 충분히 할 수 있다면 그 산물은 되도록 적게 생산하는 것이 효율적일 것이다. 그 외에도 생물의 에너지원이 변하거나 고갈되고 주위 환경이 변함에 따라 효소의 필요성은 높아지거나 낮아진다.
많은 연구를 통해서 단백질 합성에는 많은 에너지가 사용되는 것으로 알려져 있다. 1개만 만들어도 되는 단백질을 100개 1000개를 생산한다면 이는 에너지의 낭비일 것이다.
이러한 이유로 사용가능한 에너지를 효율적으로 이용하기 위해서 유전자 발현의 조절은 필수적이라고 볼 수 있다.

2.1 유전자 발현의 조절
유전자 발현의 조절은 어떻게 이루어질까. 유전자 발현은 여러 요인에 의해 조절된다. 발현과정에 따라 유전자는 크게 두 분류로 나눌 수 있다. 여러 대사과정에 관여하는 효소들의 유전자와 같이 항상 필요한 산물의 유전자는 거의 모든 세포에서 일정한 수준으로 발현된다.

참고자료

· http://mol-biol4masters.masters.grkraj.org/html/Gene_Expression_I5A-Lactose_Operon.htm
· https://www.rpi.edu/dept/bcbp/molbiochem/MBWeb/mb1/part2/carriers.htm
· http://telstar.ote.cmu.edu/biology/animation/
· Douglas H juers, Brian W Matthews, and Reuben E huber(2012) Lac Z β-galactosidase: structure and function of an enzyme of historical and molecular biological importance, PROTEIN SCIENCE, 21(12):1792-1807.
· Natalia Ermolova, Lan Guan, and H. Ronald Kaback*(2003) Intermolecular thiol cross-linking via loops in the lactose permease of Escherichia coli, Proc Natl Acad Sci U S A. 2;100(18):10187-92.
· Wikipedia
· Google image
· David L. Nelson, Michael M. Cox 저, 윤경식, 김호식 역(2014). 레닌저 생화학 상. 월드사이언스
· Watson, Baker, bell외 2명 저, 양재섭, 강선철 역(2014). 왓슨 분자생물학.