9.12
진핵생물에서 핵 내 pre-mRNA의 처리는 전사와 밀접하게 결합되어 있습니다.
RNA 중합효소가 전사를 시작하자마자 새로 합성된 pre-mRNA는 즉시 다양한 인자에 의해 결합되어 성숙하고 기능적인 mRNA로 처리됩니다.
따라서 RNA 중합효소에 의한 유전자 전사 속도는 pre-mRNA 처리 단계에 직접적인 영향을 미칩니다.
RNA 중합효소 활성의 속도를 조절하는 주요 요인 중 하나는 유전자의 염색질 구조이며, 여기에는 DNA 주형의 뉴클레오솜 위치 및 히스톤 변형이 포함됩니다.
뉴클레오솜은 DNA의 특정 영역에 매우 전략적으로 배치됩니다. 이들은 장벽으로 작용하여 DNA에 대한 RNA 중합효소 활성을 일시적으로 중단합니다.
예를 들어, 대부분의 유전자에서 뉴클레오솜은 프로모터 요소 뒤에 위치합니다. RNA 중합효소가 전사 시작 부위에서 일시 중지되도록 하여 신장 인자 및 염색질 리모델링 복합체의 조립을 위한 충분한 시간을 제공하여 주형 DNA에 뉴클레오솜 자유 영역을 생성하는 데 도움이 됩니다. 그 동안, 세포는 새로 합성된 pre-mRNA를 위해 5' 캡핑 효소를 모집할 수 있습니다.
뉴클레오솜 포지셔닝은 또한 인트론(intron)에 비해 엑손(exon)에서 선호됩니다. 이러한 엑손 특이적 뉴클레오솜의 특정 히스톤 변형은 스플라이소솜 구성 요소를 모집하는 데 도움이 되며, 이는 합성 중인 RNA로 직접 전달될 수 있습니다.
이러한 히스톤 변형은 또한 새로운 mRNA 가닥에서 엑손 선택에 기여할 수 있습니다. 뉴클레오솜의 히스톤 변형은 성숙한 mRNA 가닥에서 구성 또는 대체 엑손의 보유를 촉진할 수 있는 다양한 단백질 인자를 모집할 수 있습니다.
마지막으로, 정상 히스톤 H3를 유전자 본체의 변이체로 대체하면 스플라이싱 인자의 결함 있는 모집으로 이어질 수 있으며, 인트론 보유를 강화하여 무의미한 매개 경로를 통해 생성된 mRNA의 분해 또는 번역된 단백질의 돌연변이 도입으로 이어질 수 있습니다.
이러한 비정상적인 접합은 신경 퇴행성 질환 및 암을 포함한 많은 질병과 관련이 있습니다.
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