7.6: 여러 단계의 발현 조절

세포의 유전자 발현은 (i) 전사, (ii) RNA 처리, (iii) RNA 위치화, (iv) Translation 등 다양한 단계에서 조절됩니다. 전사 조절은 전사 인자, 활성화 인자 또는 억제 인자와 같은 조절 단백질에 의해 매개되며, 이러한 조절 단백질은 유전자 전사를 시작하거나 억제함으로써 유전자 발현을 제어합니다. 전구체 또는 pre-mRNA가 생성되면 5 캡핑, 스플라이싱 및 3 폴리-A 꼬리 추가를 포함한 전사 후 변형을 거쳐 성숙한 mRNA가 형성됩니다. 리보핵단백질 입자를 형성하는 RNA 결합 단백질(RBP)과 결합하는 성숙한 mRNA만이 분해를 방지하고 단백질 합성을 위해 선택적으로 핵 밖으로 운반됩니다. RBP와 결합하지 않는 mRNA는 핵 밖으로 운반되지 않으므로 단백질로 번역되지 않습니다. 또는 성숙한 mRNA가 상보적인 마이크로RNA와 결합하면 분해되어 단백질 합성이 억제됩니다.

그러나 일단 mRNA가 Translation되면 새로 합성된 단백질은 그 활동에 영향을 미치는 변형을 겪습니다. 예를 들어, 메틸기, 인산염 또는 아세틸기와 같은 작용기를 추가하면 단백질이 활성화되거나 비활성화될 수 있습니다. 대조적으로, 기질 단백질에 여러 유비퀴틴 단백질을 추가하면 분해가 표시됩니다. 따라서 유비퀴틴화는 단백질 안정성과 기능적 활성을 조절합니다.

세포는 전사, mRNA 처리 및 번역 중에 유전자 발현을 정확하게 조절합니다.

전사 조절은 DNA의 조절 서열을 결합하여 특정 유전자의 전사를 억제하거나 시작하는 단백질에 의해 매개될 수 있습니다.

transcription에 의해 생성된 전구체 mRNA는 5-prime cap과 3-prime poly-A tail을 추가하여 변형됩니다. mRNA는 스플라이싱을 거치며, 여기서 비코딩 영역이 제거되고 코딩 영역이 결합되어 성숙한 mRNA를 생성합니다. 차등 스플라이싱 패턴과 RNA 결합 단백질은 이 단계에서 유전자 발현을 조절합니다.

RNA 결합 단백질과 결합하여 리보핵단백질 입자를 형성하는 mRNA만이 번역을 위해 세포질로 선택적으로 운반됩니다.

번역 조절은 특이적일 수 있으며, 여기서 특정 mRNA 하위 집합의 번역 억제는 단백질, microRNA 및 짧은 간섭 또는 siRNA와의 상호 작용을 통해 제어됩니다.

대조적으로, 일반적인 번역 조절은 번역 기계의 단백질을 활성화하거나 억제하여 모든 전사체에 영향을 미칩니다.