발생학문제(유전자발현 조절과 발생)

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유전자발현 조절과 발생

 

I. 다음 질문에 옳으면 T, 틀린 F로 답하시오.

 

1. 유전자의 발현 조절은 전사 단계에서만 일어난다.

2. 유전자의 증폭은 염색체 수준에서의 조절이다.

3. 전사인자는 유전자의 조절 부위인 인핸서와 프로모터에 붙는다.

4. 한 유전자로부터 2가지 이상의 단백질이 만들어질 수 있다.

5. 진핵세포에서 mRNA capping은 번역 과정에 매우 중요하다.

6. mRNA의 수명은 5‘-UTR에 의해 결정된다.

7. 진정염색사란 염색체가 매우 응축되어 있는 형태다.

8. 인핸서는 거꾸로 놓이면 작용하지 않는다.

9. DNase I 과민지역은 이질염색사가 대부분을 차지한다.

10. 한 여성의 성염색체가 XXX라면 바소체가 2개 보일 것이다.

 

(답) 1 (F), 2 (T), 3 (T), 4 (T), 5 (T), 6 (F), 7 (F), 8 (F), 9 (F), 10 (T)

 

II. 다음 질문에 대하여 가장 적합한 것을 선택하시오.

 

1. 유전자 발현에 대한 전사 후 조절과정으로 볼 수 없는 것은?

① 유전자의 재조합 ② mRNA 캡의 메틸화 ③ 대체 RNA 스플라이싱

④ 대체 Poly A adenylation ⑤ mRNA의 격리 메카니즘

 

해1) (1)

 

2. 다음 중 전사수준에서의 발현조절은?

① 전사인자의 활성조절 ② 유전자 증폭 ③ 대체 RNA 스플라이싱

④ 염색체의 불활성화 ⑤ 5‘-capping

 

해2) (1) 유전자 증폭과 염색체의 불활성화는 염색질 수준에서의 조절이며, 대체 RNA 스플라이싱과 5‘-capping은 전사 이후 단계에서의 조절이다.

 

3. 유전자발현의 조절에 대한 설명 중 잘못된 것은?

① 유전자의 선별적 발현은 세포의 기능과 형태의 변화의 한 요인을 제공한다.

② 유전자 발현 조절은 염색체 수준, 전사, 전사 후, 해독, 해독 후 단계 등으로 구별할 수 있다.

③ 염색체 수준에서의 조절에는 유전자 증폭과 염색체 불활성화가 있다

④ 전사단계의 조절은 전사인자의 활동으로 주로 일어난다

⑤ RNA공정단계는 전사 후 조절 과정에 해당된다.

 

답3) (5) RNA공정단계, 5‘-capping, 스플라이싱, poly A 꼬리는 전사 후 조절에 해당한다..

 

4. 다음 중 번역 단계의 조절에 대한 것 중 관계가 없는 것은?

ⓛ adenylation이 짧으면 해독이 잘 일어나지 않는다.

② 수정이 되면 많은 mRNA 캡구조에 메틸화가 완성되고 번역이 일어나기 시작한다.

③ 히스톤 mRNA는 난자의 전핵에 모여 있다가 수정 후 핵막이 파괴되면 세포질 전역으로 흩어져 번역된다.

④ 배아는 모계 유전자와 접합자 유전자를 이용하여 단백질을 합성한다.

⑤ RNA 스플라이싱이 정상적으로 일어나지 않으면 단백질 합성이 중간에 멈출 수 있다.

 

답4) (4)

 

5. 다음 설명 중 옳은 것은?

① DNA상의 조절 부위는 전사 인자가 결합해서 DNA를 보호하므로 DNase I 효소에 민감하지 않다.

② 초파리 침샘 염색체에서 보이는 puff는 염색체의 응축이 풀어진 상태이며, 발생시간이 지나도 그 위치가 변하지 않는다.

③ 5′-UTR은 전사 및 번역이 모두 일어나지 않는 DNA상의 지역을 일컫는다.

④ 인핸서 지역에는 촉진인자 또는 억제인자가 결합하여 유전자의 전사활동을 조절한다.

⑤ 유전자의 조절은 전사 단계에서 결정된다.

답5) (4) 전사가 일어나는 DNA에서는 전사인자가 조절 부위의 뉴클레오좀과 결합해서 히스톤을 떨어뜨리므로 DNase I에 의해 쉽게 분해될 수 있다. puff는 전사가 진행되고 있는 지역에서 나타난다. 유전자는 시간과 공간에 따라 다르게 발현되므로 puff도 시간과 공간에 따라 형성되거나 염색체가 응축됨으로써 사라질 것이다. UTR이란 RNA 상에서 번역이 일어나지 않는 영역이다. 유전자의 조절은 전사, 전사 후, 해독, 해독 후의 어떤 과정에서도 일어날 수 있다.

 

6. 다음은 진핵생물에서의 유전자 발현조절에 대한 설명으로 옳은 것은?

① 프로모터가 없어도 전사는 일어나지만, 전사효율은 떨어진다.

② 인핸서의 위치나 방향이 달라져도 전사효율은 달라지지 않는다.

③ 무척추동물은 전사인자나 DNA 메틸화에 의해서도 유전자 발현이 조절된다.

④ 5‘-UTR에 의해서 mRNA의 수명이 결정된다.

⑤ 대체 Poly Adenylation, mRNA 캡의 메틸화, mRNA의 격리 메카니즘은 전사 이후의 조절 단계에 해당한다.

 

답6) (2) 프로모터가 없으면 전사는 일어나지 않는다. 무척추동물에서는 메틸화가 전사수준의 조절에 관여하지 않는다. mRNA의 수명은 3‘-UTR 에 의해 결정된다. mRNA unmasking, 대체 Poly Adenylation, mRNA 캡의 메틸화, mRNA의 격리 메카니즘은 번역단계에서의 조절에 해당한다.

 

7. 다음 설명 중 옳은 것을 고르시오.

① 대부분의 염색체는 휴지기 동안에 응축상태가 풀려 연하게 염색되는데 이를 이질염색사 라고 한다.

② 이질염색사에서는 전사작용이 활발하지 않고 세포분열시 가장 늦게 복제된다.

③ 진정염색사는 감수분열시 일어나는 교차를 억제한다.

④ 포유동물에 있어서 진정염색사에 의한 유전자 발현조절의 예로 바소체를 들 수 있다.

⑤ 보통 한 염색체는 모두 이질염색사이거나 진정염색사로 되어 있다.

 

답7) (2) 이질염색사는 염색체가 응축되어 있는 것으로 유전자의 전사가 일어나지 않으며, 한 염색체라도 어떤 지역은 이질염색사로 다른 부분은 진정염색사로 되어 있다. 특히 동원체 부근은 이질염색사로 되어 있다.

 

8. 유전자 발현의 조절에 대한 메카니즘 중 틀린 것은?

① RNA 공정단계는 5‘-capping, poly A tail, splicing 세 과정으로 구분된다.

② RNA 공정이 끝난 성숙한 mRNA를 masking되면 해독이 일어나지 않는다.

③ poly A tail은 mRNA가 핵공을 빠져나오는 것을 돕기도 하지만 주로 mRNA의 수명을 결정한다.

④ 일반적으로 사람의 DNA에 메틸화가 일어나면 유전자의 발현이 억제된다.

⑤ 번역된 후 일부 단백질들은 인산기, 탄수화물기 등이 붙어야 기능적인 단백질이 된다.

 

답8) (3) mRNA의 수명은 3′-UTR에 있다.

 

9. 다음 유전자 발현 조절기작 중 염색체 수준에서의 조절에 관한 설명으로 옳은 것은?

① 전사가 활발한 DNA 부위는 DNase Ⅰ 처리시 매우 민감하다.

② 모든 염색사가 뉴클레오좀 단위로 되어 있어 DNase I에 동등하게 민감하다.

③ β,γ,α,ε 글로빈 유전자가 발생 단계에 따라 다르게 선택되는 것은 대체스플라이싱의 결과이다.

④ 간기의 휴지기에서 응축이 풀리지 않는 진정염색사에서는 전사 작용이 멈춰있다.

⑤ 한 유전자는 발생의 시기나 지역에 상관없이 항상 DNase I에 동등하게 민감하다.

 

답9) 전사가 활발한 지역에서 우선적으로 DNase I 처리에 의해 민감하기 때문에 발생 시기나 지역에 따라 유전자의 다른 지역이 이 효소에 민감하게 된다. 따라서 한 유전자도 발생단계에 따라 이 효소에 민감도가 달라질 수 밖에 없다. 전정염색사는 염색체의 응축상태가 어진 것이다.

 

10. 다음 중 유전자 각인에 대한 설명으로 옳은 것은?

① 포유류의 전핵 치환 실험에서 자성 전핵만으로 치환될 경우 배의 발생이 저하된다.

② 전핵 치환 실험에서 웅성 전핵만으로 치환 될 경우 태반이 비정상적으로 발생한다.

③ 생쥐 배아에서 부계에서 온 IGF-2만이 활동적이다.

④ 정자와 난자에서 각인되는 유전자는 서로 다르므로 이 두 세포의 핵은 서로 보완시켜줄 수 없다.

⑤ 각인된 유전자는 자자손손 변함이 없이 다음 세대로 전달된다.

 

답10) (3) 각인은 수정 후 성체로 되면 사라지고, 생식세포를 형성할 때 다시 형성된다. 자성 핵만이 있게되면 태반의 발생이 비정상적이며, 웅성 핵만이 있게 되면 배아의 발생이 비정상적이다.

 

11. 일반적으로 스테로이드성 호르몬에 의한 전사인자 활성화 조절방식은?

① 세포질내 리간드 결합에 의한 활성화 ② 단백질 인산화에 의한 활성화

③ 소단위체 결합에 의한 활성화 ④ 억제 단백질의 분리에 의한 활성화

⑤ 세포막 수용체를 이용한 활성화

 

답11) (1) 스테로이드성 호르몬은 지용성으로 세포막을 통과하여 세포질에 있는 호르몬 수용체와 결합한 후 핵내로 들어간 후 유전자의 조절 부위에 붙어 유전자 활성화를 조절한다.

 

12. 초파리의 Dosal 단백질은 복측의 패턴형성에 관여하는 유전자이다. Dorsal 단백질은 배복측의 모든 세포질에서 나타나지만 오직 복측 세포의 핵에서만 발견된다. 이러한 현상으로부터 유추해 볼 수 있는 유전자의 조절 기작은?

① 전사인자에 의한 유전자의 발현 조절

② 리간드 결합에 의한 유전자의 활성화

③ 단백질 인산화에 의한 유전자의 활성화

④ 소단위체 결홥에 의한 유전자의 활성화

⑤ 단백질의 선택적인 핵내 편재를 통한 유전자의 활성화

 

답12) (5) Dorsal 단백질은 세포질에서 Cactus 단백질에 의해 묶여 있으나 신호가 와 활성화가 일어나면 Cactus 단백질이 분해됨으로서 Dorsal 단백질이 자유로와져 핵속으로 들어가 전사인자로 작용하게 된다.

 

13. 한 개의 유전자로부터 만들어진 성숙한 mRNA가 다른 엑손을 포함하므로써 2개 이상의 다양한 기능을 갖는 단백질을 만들 수 있다. 다음의 어떤 과정에 의해 이와 같은 조절이 가능한가?

① mRNA unmasking ② 대체 Poly Adenylation

③ 대체 RNA 스플라이싱 ④ mRNA 격리 메카니즘

⑤ mRNA 캡의 메틸화 메카니즘

 

답13) (3)

 

14. 번역단계에서의 조절에 관한 설명이다. 다음 중 틀린 것은?

(1) 성게에서 히스톤 mRNA가 수정 후 70분까지 전핵에 모여있어 해독되지 않는다.

(2) 수정 후 pH가 증가하면 mRNA가 리보솜에 결합하는 정도가 3배 이상 증가한다.

(3) 세포질로 이동한 mRNA는 언제나 곧 바로 단백질 합성에 사용된다.

(4) mRNA의 캡구조는 RNA의 안정성에도 관여할 뿐 아니라 번역과정에도 매우 중요하다.

(5) 일반적으로 체세포에서 mRNA의 poly A 꼬리는 mRNA의 수명에 관여한다.

 

답14) (3) 난자에 축적되어 있는 많은 mRNA는 만들어진 후 오랫동안 저장되어 있다가 수정이 일어나면 적절한 시기에 번역이 일어나 이용된다.

 

15. DNA의 전사 및 해독 과정에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

① DNA메틸화는 전사에의 조절 메카니즘으로 척추동물에서 나타나며, 모계로부터 온 DNA의 메틸화가 자손 DNA에 메틸기를 한 개씩 나눠줌으로서 딸DNA 또한 메틸화 시키는 방법이다.

② mRNA의 3‘UTR은 비번역 지역으로 수명 조절에 관여한다.

③ 전사인자의 활성조절 방법에는 전사인자의 합성과, 리간드 결합에 의한 활성화, 단백질 인산화에 의한 활성화, 소단위체 결합에 의한 활성화, 억제 단백질에 의한 활성화, 핵내 유입에 의한 활성화 등이 있다.

④ 번역단계에서의 조절에는 mRNA unmasking 메카니즘, 대체 Poly Adenylation 메카니즘, pH 변화에 의한 메카니즘, mRNA 캡의 메카니즘, mRNA의 격리 메카니즘이 있다.

⑤ 일반적으로 유전자는 조절부위와 구조유전자로 나뉘어지며, 전사인자는 조절부위에 붙는다.

 

답15) (1) 딸 DNA에 메틸기를 나눠주는 것이 아닌, 각 모 DNA에 결합되어 있는 메틸기가 딸 DNA로 나눠 들어간 후에 새로 합성된 DNA 사슬에도 메틸기가 붙음으로써 완전한 메틸화가 일어나, 전사 조절에 기여한다.

 

16. 특정 단백질의 생산을 극적으로 증가시키는 과정에서 중요한 역할을 하는 것은?

① 인핸서 ② 뉴클레오좀 ③ 전정염색사

④ 이질염색사 ⑤ 구조유전자

 

답16) (1) 인핸서는 유전자의 발현을 획기적으로 증가시키며, 유전자의 특이적인 발현을 조절한다.

 

17. 다음 설명 중 틀린 것은?

① 헤모글로빈은 2개의 서로 다른 글로빈 사슬이 2개씩 묶여있다.

② α와 γ사슬로 된 태아성 헤모글로빈은 α와 β로 이루어진 성인 헤모글로빈보다

산소와 더 잘 결합한다.

③ 글로빈 LCR은 각 글로빈 유전자의 포로모터나 인핸서에 작용하여 유전자 발현을 활성화시킨다.

④ 헤모글로빈 사슬내의 헴 그룹은 산소를 조직으로 운반한다.

⑤ 3개월 된 태아에서 α와 β사슬의 헤모글로빈 수가 증가하다가 출산을 앞두고, γ사슬은

증가하고, 그대신 β사슬은 급격히 감소한다.

 

답17) (5)

 

III. 다음 질문에 대하여 구체적으로 설명하시오.

 

1. DNA 메틸화에 대해 설명하시오.

 

(답1) DNA 메틸화는 유전자 발현조절기능뿐만 아니라 유전자각인(imprinting)에도 관여하는데, 난자와 정자에서 특정 유전자의 메틸화가 다른 양상으로 일어나므로 발생과정에서 모계와 부계 중 하나의 유전자만이 발현되도록 한다. 이러한 메틸화에 의한 유전자의 각인현상은 포유류에서 반드시 난자와 정자의 수정으로만 발생이 일어나도록 하는 장치가 되기도 한다.

 

2. 유전자의 발현 조절이 중요한 이유는?

 

(답2) 일반적으로 진핵세포에서는 전사 후의 조절 단계가 발달해있고, 원핵세포는 전사 전의 조절 단계가 발달해있다. 이러한 조절은 발생 단계에서의 세포의 분화를 하기 위해 적절한 시간과 장소에서 유전자를 선별적으로 발현시키기 위한 기작인 것이다. 특이한 유전자 발현은 세포의 기능과 형태를 변화시키고 분화를 가능하도록 한다. 하지만 모든 세포 내의 유전자의 집합, 즉 유전체는 동일하다.

이렇게 분화한 세포의 종류마다 유전자 발현이 다른 이유는 각 세포에서 일어나는 유전자 조절이 매우 다양하기 때문인데, 이러한 유전자 조절에는 여러 단계가 있으며 이에는 염색사 수준, 전사단계 수준, 전사후 수준의 조절이 있다. 이중 전사단계 조절이 발생단계에서 가장 중요하며 많은 종류의 세포들이 이 단계 조절을 통해서 분화해 나간다.

 

3. 유전자의 발현조절 중, 유전자 증폭(gene amplification)에 대해 설명하시오.

 

(답3) 염색체 수준에서의 조절로, 특정한 RNA를 단기간에 많이 생산하기 위해 유전자의 수 자체를 증가시키는 것이다. 흔히 나타나지는 않지만 초파리 유생의 침샘세포와 초파리 난자의 보조세포, 양서류의 난자에서 나타난다.

초파리 유생에서 많은 양의 소화 효소를 생산하기 위해서 침샘염색체가 다사 염색체의 형태를 나타낸다. (반수체 염색체가 1024n 배로 증폭) 다사염색체 내의 퍼프(puff)에서 전사작용을 활발하게 일으켜서 많은 양의 유전자 산물 생산한다.

양서류의 난자에서 세포보다도 20만 배 이상의 리보솜을 가지고 있다. 양서류의 난자의 rRNA의 유전자가 450개로 밀집되어 있는 장소인 인(nucleous)이 1500개로 증식된다.

 

4. 전사인자의 조절방식에 대해 간단히 나열하라.

 

(답4) 전사인자의 합성, 리간드결합에 의한 활성화, 단백질 인산화에 의한 활성화, 소단위체 결합에 의한 활성화, 억제 단백질의 분리에 의한 활성화, 핵내 유입에 의한 활성화

 

5. 진핵세포의 유전자에 들어있는 유전정보는 여러 단계를 거쳐 단백질로 합성되며, 기능적인 단백질로 전환된다. 이런 진핵생물의 유전자 조절의 각 단계를 설명하시오.

 

(답5) 염색체 수준: 염색체의 응축여부, 복제, 메칠화 등에 의한 조절

전사 수준: 유전자의 전사 여부

공정과정 단계: 전사 후 RNA 공정과정

수송 단계: mRNA가 핵공을 통해 핵의 밖으로 빠져나가는 것을 조절.

번역 단계: 단백질의 합성 조절

번역 후 단계: 인산화, 탄수화물 부착, 일부 아미노산의 제거 등을 통해 활성화됨

 

6. 글로빈 유전자의 발현이 신경세포보다 적혈구에서 더 활발하다는 것을 입증하기 위한 실험을 설명하시오.

 

(답6) 적혈구와 신경세포에서 각각 염색사를 추출하여 DNase I을 처리하면, 전사가 활발한 부위는 잘려지게 된다. 그후, 방사선으로 표지된 글로빈 유전자 조절 부위 cDNA ( – cDNA)를 처리해 준다. 만약 글로빈 유전자가 적혈구세포에서만 활성화된다면 로 표지된 글로빈 cDNA가 DNase I을 처리한 신경세포의 염색사와는 최대한으로 결합하는데 반하여, DNase I을 처리한 적혈구의 염색사와의 잡종화하는 비율이 적어질 것이다.

 

7. DNase Ⅰ과민 현상에 대하여 설명하시오.

 

(답7) 어떤 유전자 부위에 뉴클레오좀이 존재하지 않으면 DNase Ⅰ가 작용하여 쉽게 DNA를 파괴할 수 있는데 이런 현상을 DNase I 과민현상이라고 하며, 보통 유전자의 조절 부위인 인핸서와 프로모터가 DNase I 과민지역에 해당한다.

 

8. 프로모터(promoter)와 인핸서(enhancer)에 대해 설명하시오.

 

(답8) 프로모터는 RNA중합효소가 결합하는 부위로서 전사작용을 조절하는데, 프로모터는 전사가 일어나는 지점으로부터 대략 30bp 정도 5′쪽에 TATA 염기서열(TATA 박스)과 이 서열의 위쪽에 있는 여러 개의 부속요소로 구성되어 있다. 인핸서는 프로모터의 기능을 조절해 주는 DNA 부위로서, 프로모터와 멀리 떨어져 있어도 작용할 수 있으며, 언제나 프로모터의 앞쪽에만 있는 것이 아니라 3′쪽에도 존재하고 반대방향으로 놓여도 작용할 수 있다.

 

9. 유전자각인(imprinting)에 대해서 설명하라.

 

(답9) 유전자각인은 전사단계에서 유전자의 발현을 조절하는 현상으로써 주로 진핵생물의 효소의 작용으로 일부 사이토신기에 메틸기가 붙는 현상에 의해 조절된다. 예를 들어 발현이 많이 일어나는 유전자에는 거의 메틸화가 되어 있지 않은 반면 발현이 일어나지 않는 유전자는 대체로 메틸화되어 있는 것을 발견하였다. 각인이라는 것은 처음에 한 번 결정되면 더 이상 변하지 않은 현상으로 특히 정자와 난자에서 특정 유전자의 메틸화가 다른 양상으로 일어나므로 발생과정에서 모계와 부계 중 하나의 유전자만이 발현되도록 하는 역할을 한다.

 

10. 핵 내의 유전자는 히스톤을 포함한 여러 종류의 단백질과 결합되어 있다, 이러한 결합에 의해 뉴클레오좀이라는 특수 구조를 이룬다. 이 뉴클레오좀 구조에 대하여 간단히 설명하라.

 

(답10) 뉴클레오좀은 염색질의 기본단위로 4종류의 H2A, H2B, H3, H4 히스톤이 각각 2개씩 모여있고 이것을 140개의 염기로 구성된 DNA가닥이 감싸고 있다. 8개의 히스톤 단백질이 모여 중핵을 이루고 이것을 DNA가 감싼 형태이다. 히스톤 H1이 감싼 DNA의 외부에 결합하여 이 구조를 더욱 단단하게 하고 있다. 이러한 형태가 여러개 나선형으로 꼬여 최종적으로 염색체를 이루게 된다.

 

11. 사람의 헤모글로빈의 시기별 발현양상을 살펴보면 발생초기(수정 후 2달 이전)에는 각기 ζ와 ε두사슬로 되어 있다가 (배아 헤모글로빈,2ζ2ε) α와 β사슬로 바뀐다 (태아 헤모글로빈,2α2β).수정후 3개월 된 태아에서는 α와 γ사슬의 헤모글로빈 수가 조금 증가하다가 출산을 앞두고 γ사슬은 급격히 줄고 그 대신 β사슬이 급격히 늘어 임무교대현상이 일어난다 이런한 교체현상은 출산후에도 계속되어 태아성 헤모글로빈이 성체 헤모글로빈으로 완전히 바뀌게 된다. 이런 교체현상이 일어나야만 하는 이유를 설명하여라(994653황일구)

 

(답11) 낮은 산소분압의 상태에서 α와 γ사슬로 된 태아성 헤모글로빈은 α와 β사슬로 이루어진 성인 헤모글로빈보다 산소와 더 많이 결합할 수 있다 이와 같은 산소에 대한 친화력의 차이로 인해 임산부의 헤모글로빈이 태반에서 산소와 해리 될 때에 태아의 헤모글로빈은 이 유리된 산소와 결합하여 태아의 각 조직에 산소를 공급할 수있다 그러나 이 태아성 헤모글로빈은 신생아가 태어났을 때 너무 높은 산소친화력으로 인하여 오히려 지장을 초래하게 되므로 성인성 헤모글로빈으로 바뀌지 않으면 안 된다

 

12. RNase 보호분석법에 대하여 설명하라.

 

(답12) RNase 보호분석법은 특정 RNA 양을 알 수 있는 실험법으로서 RNA가 미량이라 할지라도 방사능으로 표시된 탐침과 결합하면 RNA 분해효소에 의하여 분해가 되지 않으므로 특정 RNA의 양을 알아 볼수 있다. 이 방법은 전사된 mRNA를 이 RNA와 상보적인 antisense RNA와 부착시켜 2가닥의 RNA 사슬을 만들면 RNase 효소를 처리하더라도 분해되지 않고 나머지 단일 가닥의 RNA만 모두 사라지는 특징을 이용한다. 여기서 antisense RNA는 방사선 동위원소 표지한다.

 

13. DNA결합부위의 3차원적 구조를 갖는 전사인자 4가지에 대하여 설명하시오.

 

(답13) (1) 나선-턴-나선: 3개의 나선 부분이 있으며 짧은 턴에 의해 연결된다. C말단쪽 나선부분이 DNA 나선 구조의 큰 홈에, N말단쪽 나선은 좁은 홈에 꼭 맞아 끼어 들어간다.

(2)아연 손가락: 아연을 매개로 하여 나선와 판구조가 연결된 형태로서 펼쳐진 모습이 손가락을 닮았다. 아연은 Cys-Cys-His-His에 결합하거나 4개의 Cys에 결합한다. 2개또는 3개의 아연 손가락이 DNA결합부위를 이루는데, 아연 손가락 도메인 각각의 N말단이 DNA사슬의 큰 홈에 들어가 결합한다. (3) 류신 지퍼: C말단의 나선은 Leu잔기가 주기적으로 존재하여 한쪽으로 돌출되어 있고, N말단에는 양전하를 많이 뛴 나선구조가 있다. 이런 구조의 단량체가 Leu잔기끼리 소수성 결합을 하여 이량체를 이룬후 양전하를 뛴 영역이 DNA와 결합한다. (4) 염기성 나선-루프-나선: 루프에 의해 연결된 2개의 나선과 양전하를 띤 N말단의 나선으로 이루어져 있다. C말단의 2개의 나선은 소수성 결합으로 이량체를 형성하는데, N말단 나선의 양전하 부분은 DNA와 결합하는 데 필요한다. 류신 지퍼와 마찬가지로 이량제 형성은 전사조절기능에 중요하며, 동종 또는 이종끼리의 결합으로 전사인자 기능이 조절된다.

 

14. 실험적으로 생쥐의 난자에서 핵을 꺼내어 다른 난자에 미세 주입하거나 핵을 제거한 난자에 두 개의 정자 핵을 넣을 수 있다. 이렇게 인공적으로 조작된 난자는 염색체 개수만을 놓고 보았을 때는 문제가 없고 똑같은 효과가 있다고 생각 될 수 있다. 하지만 발생은 매우 비정상적으로 진행된다. 그 이유는 무엇이라고 생각하는가?

 

(답14) 두 개의 정자 핵만 넣는 경우 배외막은 잘 발달하나 배아의 발달이 초기에 정지된다. 난자의 핵 두개를 넣어준 경우 배아의 발달은 비교적 정상적이나 태반이나 난황낭의 발달이 정체 되어있다. 이러한 이유는 생식 세포 형성시 모계와 부계의 유전체가 서로 달리 변형 또는 각인 되기 때문이다.

 

15. 스플라이싱 과정과 mRNA의 수명을 결정짓는 설명하시오.

 

(답15) RNA splicing과정은 고등 진핵생물의 대부분의1차 전사체에는 해독되지 않는 intron이 전체 유전자의 50~90%를 차지한다. Intron은 1차 전사체로부터 절단되어 제거되고 나머지 단편 (exon)은 합쳐져서 mRNA 분자를 완성한다. 5′-cap과 3′-말단은 제거되지 않고 완성된 mRNA 분자에 존재한다. exon은 intron보다 1개 더 많이 존재한다. splicing은 cap이 형성되고 poly (A)가 첨가된 후 핵내에서 일어난다. mRNA는 성숙과정을 거친 후 nucleopore를 통하여 세포질로 운송된 후 해독된다. mRNA에서 수명을 조절하는 부위는 3’비번역지역(UTR)이다. 이 부위는 해독은 되지 않지만 호르몬이 관련되어 수명에 중요하다.

 

 

조상환

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