수평 유전자 전달의 기전
그림 2. 분자생물학적 형질 전환 (Transformation). 박테리아에 열을 잠깐 주거나 화학적 처리를 하는 등의 약간의 스트레스를 가하면 플라스미드를 주입할 수 있다. 플라스미드에 코딩되어 있는 항생제 저항 유전자의 발현으로 플라스미드를 함유하게 된 형질 전환 박테리아만이 항생제 처리된 페트리 디쉬위에서 콜로니를 형성한다.
형질 도입은 숙주 (host) 세균의 세포 내에서 숙주의 DNA가 바이러스의 형성 과정에서 끼어들고, 이후 다른 세균을 감염시킬 때 수평적으로 이동하는 현상을 일컫는다
수평 유전자 전달의 기전
수평 유전자전달을 위한 여러 가지 기전 중에서 세균의 경우 형질전환 (transformation), 형질도입 (transduction), 접합(conjugation)이 가장 잘 알려진 세 가지 기전이다라고할수있다
형질전환은 외래 유전 물질 (DNA 또는 RNA)이 세균에 직접적으로 도입, 흡수 및 발현됨으로써 세포가 유전적으로 변형되는 것을 의미한다. 진핵생물에서는 매우 드물다. 형질전환은 실험실에서 분자생물학적 방법으로 세균에 새로운 유전자, 특히 클로닝 (cloning)을 수행한 후의 플라스미드를 삽입하기 위해 매우 널리 사용된다
접합은 세포 사이에 물리적인 접촉이 생기고, 그 동안 공여세포 (donor)에서 수여세포 (recipient)로 플라스미드 등을 통해 DNA가 전달되는 과정이다. 잘 알려진 예로는 F 필러스 (F-pilus)를 통해 세균에서 DNA가 전달되는 과정이 있습니다
RNA; 리보핵산(국문) Ribonucleic acid(영문)
RNA는 Ribonucleic acid의 약자로 염기와, 리보오스 (5탄당)과 인산기가 결합된 폴리머로, 유전자 정보를 매개, 유전자의 발현의 조절등에 관여합니다
RNA 구조
각 뉴클레오타이드는 리보오스당 탄소의 1' 위치에 염기가 연결되어 있고 탄소 3' 위치에 인산이 연결되어 있는 구조이다. 리보오스당 탄소 3'은 수산기 (-OH)를 가지고 있어 수소 (-H)만 가지고 있는 deoxy-리보오스를 가지는 DNA와 구별된다. 또한 탄소 1' 위치에 4가지 염기가 연결될 수 있는데, 아데넨, 시토신, 구아닌은 DNA의 염기와 동일하며게 이용되면, RNA는 특이적으로 티민대신 유라실을 이용한다. RNA 도 DNA 와 같이 시토신:구아니, 그리고 아데닌:유라실 염기쌍이 수소결합을 이룰 수 있다. 또한 경우에 따라 구아니:아데닌의 염기쌍의 수소 결합도 가능하다. RNA가 DNA가 가장 다른 점은 리보오스 탄소 2' 에 수산화기 (-OH)가 존재하는 것이다. 2' 에 수산화기가 존재함으로 인해, DNA에 비해 매우 다양한 구조를 가질 수 있다. 또한 2' 수산화기가 뉴클레오타이드-뉴클레오타이드 결합인 포스포다이에스터 (phosphodiester)결합을 공격하여 RNA 가닥을 끊어지게 한다. RNA 염기는 메틸화등 다양한 변화가 일어나는데, 특히 tRNA에 이러한 변화가 많이 발견된다. 단가닥 RNA는 단백질과 같이 접힘(folding)을 통해 3차원 구조를 형성할 수 있다. 이러한 3차원 구조를 형성하는데 염기쌍간의 수소결합 또는 인산기와 염기간의 수소결합의 결합력을 이용해 3차원 구조를 형성한다. RNA의 인산기는 강한 음전하를 띄기 때문에 경우에 따라 Mg2+와 같은 금속이온과 결합하여 RNA의 3차구조가 안정화됩니다
개요
RNA는 DNA와 더불어 핵산이라고 하는데, 지방, 단백질, 탄수화물과 더불어 생명체를 이루는 주된 물질이다. RNA는 DNA와 마찬가지로 뉴클레오타이드가 연결된 폴리머를 이룬다. 하지만, DNA가 대부분의 경우 염기쌍을 이루는 것에 비해, RNA 는 염기쌍을 이루지 않고 작용하는 경우가 많다. DNA를 이루는 염기는, 아데닌, 구아니, 티민, 시토신이지만, RNA의 경우 아데닌, 구아닌, 유라실, 시토신으로 이루어져 있다. 가장 많이 알려진 RNA로는 DNA의 유전정보를 tRNA로 전달해주는 mRNA가 있다. 하지만 RNA분자들은 유전자의 조절, 세포 시그널의 인식등 다양한 생명현상에 작용할 뿐 아니라, RNA 자체가 효소로서 작용하기도 한다. 세포 속에서 작용하는 RNA로는 mRNA, tRNA, rRNA, snRNA, non-codingRNA등이 존재합니다
번역(translation)에 관여하는 RNA
- mRNA는 단백질을 이루는 아미노산 서열에 대한 유전정보를 리보좀으로 운반하여 리보좀으로 하여금 단백질을 생산하게 한다. 따라서 mRNA가 가지고 있는 각 3개의 뉴클레오타이드(코돈)가 1개의 아미노산을 코드한다. 진핵생물에서는 DNA로 부터 mRNA 전구체가 먼저 전사되고, 프로세싱되어 완전한 mRNA가 만들어진다. 이렇게 만들어진 mRNA는 핵에서 세포질로 운반되고, tRNA와 함께, 리보좀에서 단백질을 생산합니다
RNA 의 종류
mRNA는 DNA에 있는 유전정보를 리보좀에 전하여 단백질을 합성하게 하는 RNA로, mRNA의 염기서열은 단백질을 구성하는 아미노산의 서열을 결정한다. 많은 경우 RNA 가 단백질을 코드하지 않는데, 이러한 RNA를 비번역 RNA(non-coding RNA, ncRNA)라고 부릅니다
비번역 RNA는 비번역 RNA를 전사하는 유전자로 부터 생성되기도 하지만, 단백질을 코드하는 mRNA의 인트론으로 부터 유래하기도 한다. 가장 많이 알려진 비번역 RNA로는 단백질의 번역에 관여하는 전달 RNA(transfer RNA, t-RNA)와 리보솜 RNA(ribosomal RNA, rRNA)가 있다. 또한 마이크로 RNA(miRNA)나 긴 비번역 RNA(long-noncoding RNA)와 같이 유전자의 발현을 조절하는 RNA도 있다. RNA가 3차원 구조를 형성하여 화학반응을 촉진시켜 효소로서 작용하는 RNA도 (리보자임, Ribozyme) 존재하지요