[분자생물학]진핵세포와 원핵세포에서의 유전자 발현 조절의 차이점

소개

유전자 발현은 유전산물이 만들어 지는 과정이다. DNA상의 유전자에 담겨진 정보에 따라 폴리펩티드가 만들어지기까지는 두 단개가 존재하는데, 전사와 번역이 바로 그것이다. 전사는 RNA 중합효소라고 불리는 효소가 DNA 사슬의 복사 본을 만드는 것인데, 이 복사 본은 DAN가 아니라 DAN와 유사한 RNA로 만들어진다. 번역은 RNA가 리보솜이라는 세포의 단백질 생산 공장에 유전정보를 전달하고, 리보솜은 mRNA에 있는 유전부호를 해독해서 그 정보대로 단백질을 만들어 낸다. 여기에서 알 수 있듯이 유전자 발현에는 전사과정이 매우 중요하다. 전사과정에서 DNA가 잘못 번역된다면 다음세대에 유전자가 제대로 발현되지 못하기 때문이다

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본문내용

유전자 발현은 유전산물이 만들어 지는 과정이다. DNA상의 유전자에 담겨진 정보에 따라 폴리펩티드가 만들어지기까지는 두 단개가 존재하는데, 전사와 번역이 바로 그것이다. 전사는 RNA 중합효소라고 불리는 효소가 DNA 사슬의 복사 본을 만드는 것인데, 이 복사 본은 DAN가 아니라 DAN와 유사한 RNA로 만들어진다. 번역은 RNA가 리보솜이라는 세포의 단백질 생산 공장에 유전정보를 전달하고, 리보솜은 mRNA에 있는 유전부호를 해독해서 그 정보대로 단백질을 만들어 낸다. 여기에서 알 수 있듯이 유전자 발현에는 전사과정이 매우 중요하다. 전사과정에서 DNA가 잘못 번역된다면 다음세대에 유전자가 제대로 발현되지 못하기 때문이다.
먼저 원핵세포의 유전자 발현에 대해 알아보자.
원핵세포의 유전자 발현 과정을 알아보기 위해서는 대부분의 실험에서 대장균이 사용된다. 대장균은 약 400만개의 DNA 염기쌍으로 이루어진 고리모양으로 된 염색체를 가지고 있다. 이 염색체 상에 유전자들이 아무렇게나 흩어져 있는 것이 아니라 특정대사에 관여하는 효소를 만드는 유전자는 한곳에 뭉쳐 있으며 리보좀을 구성하는 단백질처럼 서로 관계되는 구조단백질의 유전자도 서로 연결되어 있다. 이렇게 한곳에 모여 있는 유전자는 일반적으로 공동으로 조절되며 여러 개의 단백질을 만드는 polycistronic mRNA로 전사되는데 이 조절단위를 operon이라 한다.
Operon은 효소나 구성단백질을 구성하는 구조유전자와 조절단백질을 조절하고 있는 조절유전자, 그리고 구조유전자 옆의 DNA 상에 존재하는 조절부위로 이루어져 있다.
Operon은 조절유전자에 의해 조절되며 조절 유전자는 전사, 번역되어 repressor라는 단백질을 만드는데 이 단백질은 operator와 결합하여 RNA 중합효소가 promoter site에 결합하지 못하게 하여 전사를 억제한다. 그러나 어떤 특정물질이 존재하면 operon 구조유전자의 전사가 증가되는데 이를 유도라 하며 이런 작용을 하는 물질을 유도물질이라 한다. 유도물질이 활성 repressor와 결합하여 불 활성화시키면 repressor는 operator에 결합할 수 없게 되므로 operon은 억제되지 않아서 전사가 개시된다.

참고자료

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