[왓슨 분자생물학] 12장 자리특이적 재조합과 전위-2

 

 

12.2 전위

- 말단역위반복(ITR, Inverted Terminal Repeat) : 트랜스포존의 3‘말단과 5’말단에 존재. LTR에 포함되어 있음. 전위효소 결합부위 (여기부터 여기까지 트랜스포존 이동시킬게요!)

 

1. 전위의 역할 및 종류

- 유전인자를 새 염색체 위치로 이동시키는 유전적 재조합

- 이동성 유전인자는 전위인자(transposon)

- 전위인자 말단은 염기서열과 숙주세포의 DNA 서열간 재조합에 의해 일어난다

- 이동은 전위인자의 중복을 동반하거나 동반하지 않고 일어날 수 있다

- 삽입부위는 비선택적(예측불허) → 유전자 기능을 파괴할 수 있다.(돌연변이 유발원인)

- 전위의 종류

  1) DNA 전위인자

  2) 바이러스 유사 레트로 전위인자 : 긴 말단반복(LTR) 레트로 전위인자

  3) Poly A 레트로 전위인자 : 비바이러스성 레트로 전위인자. 반복서열 없다. 열린 읽기틀(ORF)이 레트로전위효소 유발.   비번역부위(UTR)에서 종결

 

2. DNA 전위인자

- 재조합자리 기능이 있는 DNA염기서열. 재조합단백질 암호화 유전자를 가짐

- 재조합자리는 전위인자 양쪽에 있고 역위 반복 염기서열로 구성

- 말단 역위반복은 재조합효소 인식서열을 가진다

- DNA 전위인자는 자신의 전위효소를 암호화하는 유전자를 가진다

- 전위인자가 말단역위반복과 전위효소 유전자를 모두 가지면 ⌜자발적 전위인자⌟

말단역위반복만 있으면 ⌜비자발적 전위인자⌟

- 표적자리 중복 : 전위인자에 연결된 곁가지 DNA 염기서열 (중복서열)

 

3. 바이러스 유사 레트로 전위인자

- 말단역위반복서열을 가진다 (재조합효소 결합부위. 레트로바이러스도 가지고 있음) LTR 내에 끼워져 있다

- 바이러스 유사 레트로 전위효소는 이동에 필요한 통합효소 (전위효소) 및 역전사 효소를 암호화

- RNA 중간체가 전이반응을 위해 필요하여 (RT)역전사 효소도 필요

- 레트로바이러스는 숙주세포를 빠져나와 새로운 세포를 감염시킬 수 있지만, 레트로전위인자는 세포내에서만 전위가 가능

 

4. poly A 레트로전위인자

- 말단역위반복이 없고, 대신 전위인자 양쪽에 비번역부위(5', 3'-UTR)가 있다. AT 염기쌍이 있다

- 열린읽기틀(ORF1,ORF2)이 있다.

- ORF1 : RNA 결합단백질 암호화 / ORF2 : 역전사효소, 제한효소활성이 있는 단백질을 암호화

 

5. 전위기작

- 레트로바이러스, 레트로전위인자는 RNA 중간체를 이용하여 이동

- poly A 레트로전위인자는 RNA 중간체를 이용하지만 역이어맞추기 기작을 이용하여 이동

- DNA 전위인자의 비복제 기작이 가장 간간. 오려붙이기 경로. 시냅스 복합체 형성 (단백질-DNA 공유결합으로 에너지 저축)

- 전위효소는 말단역위반복에 결합하여 재조합 개시하여 시냅스 복합체 형성=트랜스포소솜 transpososome) → DNA　절단과 연결을 동시에 일어나게 함

- 전위인자 절제 후 (전위효소 공격으로) 3‘-OH 말단이 새 삽입부위의 인산디에스테르 결합 공격

이 DNA를 표적 DNA라 한다. 그 동시에 DNA 연결반응 (트랜스에스테르화 반응. DNA가닥 운반)

- DNA 가닥운반이 되면 시냅스 복합체도 완결 → DNA 수선 (간극 채움)

 

오려붙이기 전위기작 (cut-and-paste transposition) . 시냅스복합체(전위효소+ITR)를 형성하여 DNA 절단과 연결을 한방에!

 

6. 비운반가닥 절단

- 전위효소는 전위인자 3‘말단 절단. 5’말단은 누가 절단? ①효소, ② 트랜스에스테르화 반응 방법

① 효소 방법 : 비운반가닥 절단효소 TnsA 사용

② 트랜스에스테르화 반응 방법 : 3‘OH를 이용하여 공격

- 두 DNA 가닥이 만들어지면 머리핀 모양의 고리모양 말단을 만든다 → 전위효소가 머리핀 말단 절단

 

비운반가닥 절단을 위한 3가지 기작. TnsA효소 이용, 머리핀 절단, Hermes 트랜스포존

 

 

 

참고문헌 :  Watson. (2014). 왓슨 분자생물학(7판). (주)바이오사이언스출판