5.13
염색질 변형의 확산
리더 효소는 라이터 또는 지우개 효소와 협력하여 염색질 변형을 생성하고 염색체를 따라 상당한 거리까지 염색질 변화를 퍼뜨립니다.
writer 및 eraser 효소와 유사하게 기능하는 이 프로세스는 여기에서 reader와 writer 조합을 예로 들어 설명합니다.
이 과정은 전사 조절 단백질이 특정 DNA 염기서열에 결합할 때 시작됩니다. 결합 후, 조절 단백질은 염색체의 특정 부위에 라이터 효소(writer enzyme)를 모집합니다.
그런 다음 작성기 효소는 코어 히스톤에 표시를 추가하기 시작합니다.
하나 이상의 인접한 뉴클레오솜에 표시가 추가되면 이러한 표시를 인식하는 '리더' 효소를 포함하는 다중 단백질 복합체가 새로 변형된 뉴클레오솜에 단단히 결합합니다.
결합은 다단백질 복합체의 '라이터(writer)' 효소를 활성화하고 인접한 뉴클레오솜 근처에 위치시켜 새로운 표시를 추가할 수 있도록 합니다.
함께 작용하여, 복합체의 독자와 작가 효소는 일련의 많은 '읽기와 쓰기' 주기를 촉매한다. 이러한 주기는 염색체를 따라 염색질 응축과 같은 염색질 변형을 퍼뜨립니다.
서로 다른 구조와 기능을 가진 유크로마틴(euchromatin)과 헤테로크로마틴(heterochromatin)과 같은 인접한 염색질 도메인 사이의 경계는 '장벽 서열(barrier sequences)'이라고 하는 특정 DNA 서열로 표시됩니다.
이러한 장벽 염기서열은 다양한 장벽 단백질에 대한 결합 부위 역할을 하며, 이는 서로 다른 장벽 작용을 매개하여 헤테로크로마틴이 유크로마틴으로 전파되는 것을 차단합니다.
예를 들어, 일부 장벽 단백질은 이염색질의 확산에 필요한 히스톤 표시를 지우는 히스톤 변형 효소를 모집합니다.
일부 장벽 단백질은 뉴클레오솜 그룹에 단단히 결합하여 뉴클레오솜을 덮음으로써 덮인 유크로마틴이 헤테로크로마틴 확산에 저항하도록 합니다.
또 다른 장벽 단백질은 염색질 영역을 핵공극과 같은 큰 고정 부위에 묶어 이염색질의 확산을 막는 장벽을 형성합니다.
뉴클레오솜의 히스톤 단백질은 번역 후 변형(PTM)되어 DNA에 대한 접근을 늘리거나 줄입니다. 일반적으로 관찰되는 PTM은 히스톤 H3 꼬리 영역에서 라이신 아미노산의 메틸화, 아세틸화, 인산화 및 유비퀴틴화입니다. 이러한 히스톤 변형은 세포에 특별한 의미를 갖습니다. 따라서 이를 "히스톤 코드"라고 합니다. 히스톤 변형에 관여하는 단백질 복합체를 "리더-라이터" 복합체라고 합니다.
라이터
라이터는 특정 히스톤 변형을 일으킬 수 있는 효소입니다. 일반적인 작성자 효소는 히스톤 메틸트랜스퍼라제(HMT)와 히스톤 아세틸트랜스퍼라제(HAT)입니다. HMT는 히스톤 꼬리에 메틸기를 추가하여 염색질 압축을 증가시키고 전사를 억제하며 DNA 복제 중에 새로 합성된 가닥을 모 가닥과 구별하는 데 도움을 줍니다. HAT는 히스톤 꼬리에 아세틸 그룹을 추가하여 염색질 압축을 감소시키고 DNA에 대한 접근을 허용합니다.
이레이저
히스톤에 대한 PTM은 가역적이며 "이레이저"라고 불리는 다른 효소 그룹에 의해 제거될 수 있습니다. 일반적인 이레이저에는 히스톤 데아세틸라제와 히스톤 데메틸라제가 있습니다. 이는 히스톤에서 아세틸 또는 메틸 그룹을 제거하고 염색질 압축을 변경합니다.
장벽 단백질
리더-라이터 복합체는 염색질의 진염색질과 이질염색질 영역을 표시합니다. 히스톤 꼬리 라이신의 아세틸화는 유염색질을 표시하는 반면, 메틸화는 이질염색질 영역을 표시합니다. 유전자 발현의 최적 조절을 위해서는 유전자가 풍부한 유염색질과 유전자가 부족한 이질염색질을 분리하는 것이 중요합니다. 긴 염색질 가닥에서는 일련의 진염색질과 이질염색질이 장벽 서열에 의해 분리됩니다. 이러한 서열은 여러 가지 방법으로 히스톤 변형의 확산을 방지합니다. 예를 들어, 장벽 단백질은 염색질을 핵공에 묶고 이질염색질의 확산을 방지할 수 있습니다.
라이터-이레이저 효소의 비정상적인 활동은 알츠하이머병, 취약 X 증후군 및 암을 포함한 여러 인간 질병과 상관관계가 있습니다. 취약 X 증후군에서는 정상적인 인지 발달에 필요한 유전자 FRM1이 과메틸화되어 유전자의 전사 침묵을 초래합니다.
리더 효소는 라이터 또는 지우개 효소와 협력하여 염색질 변형을 생성하고 염색체를 따라 상당한 거리까지 염색질 변화를 퍼뜨립니다.
writer 및 eraser 효소와 유사하게 기능하는 이 프로세스는 여기에서 reader와 writer 조합을 예로 들어 설명합니다.
이 과정은 전사 조절 단백질이 특정 DNA 염기서열에 결합할 때 시작됩니다. 결합 후, 조절 단백질은 염색체의 특정 부위에 라이터 효소(writer enzyme)를 모집합니다.
그런 다음 작성기 효소는 코어 히스톤에 표시를 추가하기 시작합니다.
하나 이상의 인접한 뉴클레오솜에 표시가 추가되면 이러한 표시를 인식하는 '리더' 효소를 포함하는 다중 단백질 복합체가 새로 변형된 뉴클레오솜에 단단히 결합합니다.
결합은 다단백질 복합체의 '라이터(writer)' 효소를 활성화하고 인접한 뉴클레오솜 근처에 위치시켜 새로운 표시를 추가할 수 있도록 합니다.
함께 작용하여, 복합체의 독자와 작가 효소는 일련의 많은 '읽기와 쓰기' 주기를 촉매한다. 이러한 주기는 염색체를 따라 염색질 응축과 같은 염색질 변형을 퍼뜨립니다.
서로 다른 구조와 기능을 가진 유크로마틴(euchromatin)과 헤테로크로마틴(heterochromatin)과 같은 인접한 염색질 도메인 사이의 경계는 '장벽 서열(barrier sequences)'이라고 하는 특정 DNA 서열로 표시됩니다.
이러한 장벽 염기서열은 다양한 장벽 단백질에 대한 결합 부위 역할을 하며, 이는 서로 다른 장벽 작용을 매개하여 헤테로크로마틴이 유크로마틴으로 전파되는 것을 차단합니다.
예를 들어, 일부 장벽 단백질은 이염색질의 확산에 필요한 히스톤 표시를 지우는 히스톤 변형 효소를 모집합니다.
일부 장벽 단백질은 뉴클레오솜 그룹에 단단히 결합하여 뉴클레오솜을 덮음으로써 덮인 유크로마틴이 헤테로크로마틴 확산에 저항하도록 합니다.
또 다른 장벽 단백질은 염색질 영역을 핵공극과 같은 큰 고정 부위에 묶어 이염색질의 확산을 막는 장벽을 형성합니다.
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