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14.1: 유전자 발현이란 무엇인가?
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Biology

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유전자 발현이란 무엇인가?
 
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14.1: 유전자 발현이란 무엇인가?

개요

유전자 발현은 DNA가 단백질과 같은 기능성 제품의 합성을 지시하는 과정입니다. 세포는 다양한 단계에서 유전자 발현을 조절할 수 있습니다. 그것은 유기체가 다른 세포 모형을 생성하고 세포가 내부 및 외부 요인에 적응하는 것을 가능하게 합니다.

유전자 정보는 DNA에서 RNA로 단백질로 흐릅니다.

유전자는 기능성 RNA 및 단백질을 위한 청사진 역할을 하는 DNA의 스트레칭입니다. DNA는 뉴클레오티드와 단백질로 구성되어 있기 때문에 아미노산으로 구성되므로 DNA에서 인코딩된 정보를 단백질로 변환하는 중재자가 필요합니다. 이 중재자는 메신저 RNA(mRNA)이다. mRNA는 전사에게 불린 프로세스에 의해 DNA에서 청사진을 복사합니다. 진핵생물에서, 전사는 DNA 템플릿과 상호 보완적인 베이스 페어링에 의해 핵에서 일어난다. mRNA는 그 때 처리되고 번역 도중 단백질 합성을 위한 템플릿 역할을 하는 세포질로 수송됩니다. 핵이 부족한 카르카요테에서는, 전사와 번역의 과정은 새로 형성된 mRNA가 급속한 분해에 취약하기 때문에 거의 동시에 같은 위치에서 그리고 거의 동시에 발생합니다.

유전자 발현은 전사 중 모든 단계에서 조절될 수 있습니다.

유기체의 모든 세포는 동일한 DNA를 포함하고, 결과적으로 유전자의 동일한 세트를 포함합니다. 그러나, 세포에 있는 모든 유전자는 "켜져" 또는 단백질을 합성하기 위하여 이용되는 것은 아닙니다. 유전자는 인코딩하는 단백질이 세포에 의해 생성될 때 "표현"되는 것으로 전합니다. 유전자 발현은 특정 시간에 특정 세포에 있는 단백질의 적당한 생성을 지키기 위하여 통제됩니다. 다양한 내재 및 외외 메커니즘은 전사 전후 및 전사 중에 유전자 발현을 조절합니다.

크로마틴의 구조-압축 된 DNA 및 관련 히스톤 단백질-공개 또는 폐쇄 될 화학적으로 변형 될 수 있습니다. 이러한 수정은 DNA에 전사 기계의 접근을 허용하거나 제한합니다. 크로마틴 수정은 동일한 게놈에서 다른 세포 유형(예를 들어, 뉴런 대 근육 세포)을 형성하기 위해 개발 중에 사용되는 본질적인 메커니즘이다.

전사 인자에게 불린 DNA 결합 단백질은 유전자의 코딩 지구 내의 특정 DNA 서열에 결합해서 전사를 통제합니다. 전사의 개시를 촉진하는 전사 인자는 활성화제라고합니다. 전사 기계가 전사 개시 부위에 결합되는 것을 방지하는 단백질은 억압자라고 합니다. 전사 활성제 또는 억압자는 신호 분자, 영양 결핍, 온도 및 산소와 같은 외부 자극에 반응합니다.

유전자 발현은 전사 후 및 번역 후 규제될 수 있습니다.

유전자 발현은 전사 후 mRNA 처리에 의해 조절될 수 있다. 진핵생물에서 전사된 mRNA는 RNA 가닥의 끝을 저하로부터 보호하는 접합 및 기타 수정을 겪습니다. 스플리케이팅은 단백질을 인코딩하지 않는 인트론을 제거하고 엑손이라고 불리는 단백질 코딩 부위를 함께 조인합니다. 대체 접합은 동일한 유전자에서 기능적으로 다양한 단백질의 발현을 허용합니다. 대체 접합에 의한 유전자 발현의 조절은 장기 발달, 세포 생존 및 증식 및 환경 요인에 대한 적응에 중요한 역할을 합니다.

유전자 발현은 또한 단백질로 mRNA의 번역을 조절하여 변경될 수 있습니다. 번역은 microRNA에 의해 조절될 수 있습니다 - 작은, 비 코딩 RNA- 특정 mRNA 순서에 결합하고 번역의 개시를 차단하거나 전사된 mRNA를 저하. 또한, 번역 억압이라고 불리는 단백질은 RNA에 결합하고 번역개시를 방해할 수 있다.

번역된 폴리펩타이드는 기능성 단백질을 형성하기 위해 처리를 거칩니다. 화학 군의 첨가 또는 제거는 세포내 단백질의 활성, 안정성 및 국소화를 변화시킬 수 있다. 예를 들어, 인산화물 군(-PO32-)의첨가 또는 제거는 단백질을 활성화하거나 비활성화할 수 있다. 유사하게, 유비퀴틴 그룹의 첨가는 단백질 분해를 일으킵니다. 따라서, 번역 후 단백질 수정은 유전자 조절의 최종 단계이다.


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