저자 서문 ii
감사의 말 vi
역자 서문 x
제1장 분자생물학 서론 ? 1
1.1 지성적 토대 2
? 1860년대에 수행된 두 연구는 분자생물학에 지적인 토대를 제공하였다. 2
1.2 유전자형과 표현형 4
? 하나의 유전자는 하나의 polypeptide를 합성하는데 필요한 유전정보를 함유한다. 4
1.3 핵산 5
? 핵산은 nucleotide로 이루어진 직선 사슬이다. 5
1.4 DNA의 구조와 기능 6
? 형질전환 실험은 DNA가 유전물질이라는 발견을 이끌었다. 12
? 여러 분석화학적 실험 역시 DNA가 유전물질이라는 가설을 지지하였다. 15
? 혼합기 실험은 세균 바이러스의 유전물질은 DNA라는 것을 증명하였다. 16
? 일부 바이러스의 유전물질은 RNA이다. 17
? Rosalind Franklin과 Maurice Wilkins는 길게 뻗은 DNA 섬유의 X선 회절 사진을 얻었다. 17
? James Watson과 Francis Crick은 DNA의 이중나선 구조를 제안하였다. 19
? Central dogma는 분자생물학의 이론적 뼈대이다. 23
? 재조합 DNA 기술은 복잡한 생물체계의 연구를 가능하게 한다. 23
? 분자생물학에 대한 수많은 정보는 인터넷에서 얻을 수 있다. 25
권장 도서 26
고전 논문 26
단백질 구조와 기능 ??? 27
제2장 단백질 구조 ? 28
2.1 a-아미노산 29
? a-아미노산은 중심 탄소 원자에 아미노기와 카르복실기를 가지고 있다. 29
? 아미노산은 세 글자 또는 한 글자 약어로 나타내기도 한다. 32
2.2 Peptide 결합 33
? a-아미노산은 peptide결합으로 연결된다. 33
2.3 단백질 정제(purification) 34
? 크로마토그래피(chromatography)에 의해 혼합된 단백질을 분획할 수 있다. 34
? 단백질처럼 전하를 띠는 생체고분자(polymer)는 전기장에서 이동한다. 40
2.4 단백질의 1차 구조(primary structure) 41
? Edman 분해법과 overlap 방법으로 아미노산 서열을 결정할 수 있다. 41
? Polypeptide 서열을 핵산의 서열로부터 알아낼 수 있다. 43
? BLAST 프로그램으로 새로운 polypeptide 서열을 자료은행(data bank)에 저장된 모든 서열과 비교할 수 있다. 45
? 단순히 하나의 polypeptide 사슬로 된 단백질은 1차 구조, 2차 구조, 3차 구조를 가지는 반면, 2개 이상의 사슬로 구성된 단백질은 4차 구조를 가진다. 46
2.5 약한 비공유성 결합들 46
? Polypeptide의 접힘 양상은 약한 비공유성 상호작용에 의해 결정된다. 46
2.6 단백질의 2차 구조 51
? a-나선 구조는 수소결합에 의해 안정화되는 밀집된 구조이다. 51
? b-입체구조(b-conformation) 또한 수소결합으로 안정화된다. 54
? 고리(loop)와 회전(turn)은 polypeptide의 다른 부위를 연결하여 polypeptide 사슬 자체가 접힐 수 있도록 해준다. 54
? 2차 구조들이 모여 supersecondary 구조나 folding motif를 형성할 수 있다. 55
? 우리는 아직 절대적으로 확실하게 2차 구조를 예측해 낼 수는 없다. 55
2.7 단백질 3차 구조 56
? 많은 단백질의 3차원적인 구조가 X-선 결정학(X-ray crystallo-graphy)과 핵자기공명(nuclear magnetic resonance, NMR) 연구에 의해 밝혀졌다. 56
? Polypeptide의 1차 구조는 이 polypeptide의 3차 구조를 결정한다. 59
? 분자 chaperone은 단백질이 세포내에서 접히는 것을 돕는다. 61
2.8 단백질과 생체막 63
? 단백질은 생체막의 지질과 상호작용한다. 63
? 유체 모자이크 모델(Fluid mosaic model)이 생체막의 구조를 설명하기 위해 제안되었다. 65
권장 도서 68
제3장 단백질 기능 ? 71
3.1 Myoglobin, hemoglobin 그리고 4차 구조의
개념 72
? Myoglobin과 hemoglobin의 차이는 myoglobin과 hemoglobin의 구조 차이로 설명되어진다. 72
? 정상적인 성체 hemoglobin(HbA)은 낫형세포 hemo-globin(HbS)과 단지 1개의 아미노산이 다르다. 76
3.2 면역globulin G와 domain 개념 78
? 큰 polypeptide는 domain이라 불리는 구형 단위로 접힌다. 78
3.3 효소 80
? 효소들은 화학적 반응을 촉매 하는 단백질이다. 80
? 효소 활성을 검출하는데 다양한 방법들이 사용될 수 있다. 81
? 효소는 활성에너지를 낮추지만 평형위치에 영향을 미치지는 않는다. 83
? 모든 효소반응은 효소-기질복합체를 통해 시작한다. 83
? 많은 효소-기질 복합체의 분자구조가 밝혀졌다. 85
? 조절효소는 생화학적 경로의 committed step을 조절한다. 85
? 조절효소는 S자형 반응속도 곡선을 보이고 다른 자리 입체성 인자(allosteric effector)에 의해 촉진 또는 억제 된다. 87
? 효소활성은 covalent modification에 의해 변경될 수 있다. 88
3.4 G 단백질 신호 체계 88
? G 단백질 신호 체계는 외부의 신호를 세포 내부로 전달한다. 88
권장 도서 96
핵산과 핵산결합단백질 ??? 99
제4장 DNA의 구조 ? 100
4.1 크기의 다양성 101
? DNA는 크기와 염기 구성이 매우 다양하다. 101
4.2 연약성 102
? DNA 분자는 연약하다. 102
4.3 DNA의 형태 102
? 선형 이중가닥 DNA 분자는 A-DNA, B-DNA 혹은 Z-DNA중의 하나로 존재한다. 102
? 염기서열이 DNA의 구조에 영향을 줄 수 있다. 106
4.4 DNA 변성 107
? DNA는 변성 될 수 있다. 107
? 수소 결합은 이중 DNA 가닥을 안정화시킨다. 109
? 염기 중첩(base stacking) 또한 이중가닥 DNA를 안정화 시킨다. 110
? 염기 중첩은 협동적인 상호작용이다. 110
? 이온의 세기(lonic strength)가 DNA의 구조에 영향을 준다. 111
? DNA 구조는 동적인 상태에 있다. 111
? 상보적 서열의 짧은 외가닥 DNA는 멀리 떨어져 있더라도 염기쌍 형성이 가능하다. 112
? 알칼리는 인산디에스터 결합을 파괴 시키지 않고 DNA를 변성시킨다. 112
4.5 복원 113
? 상보적인 단일 가닥들은 이중가닥 DNA를 형성하며 복원될 수 있다. 113
4.6 DNA 풀기효소(Helicases) 114
? DNA 풀기효소는 DNA를 풀기 위하여 nucleoside 삼인산의 에너지를 이용하는 운동 단백질이다. 114
4.7 외가닥 DNA 결합 단백질 116
? 외가닥 DNA 결합 단백질은 외가닥 DNA를 안정화시킨다. 116
4.8 위상이성질체와 DNA 회전효소
(Topoismerases) 118
? 대부분의 세균과 많은 종류의 바이러스 DNA는 환형(circular)이다. 118
? 환형 DNA 분자는 종종 superhelical 구조를 갖는다. 119
? Supercoiled DNA는 환형 DNA가 더 꼬이거나 덜 꼬인 결과로 생긴다. 119
? Supercoil 구조는 단일 가닥 지역을 가질 수 있다. 122
? Topoisomerase는 하나의 위상 이성질체에서 다른 것으로의 전환을 촉매 한다. 122
? 회전효소 I형에 속하는 효소들은 2개의 아형으로 나뉠 수 있다. 123
? II형 DNA 회전효소는 한 위상이성질체를 다른 것으로 전환시키는데 ATP를 필요로 한다. 125
권장 도서 127
제5장 핵산기술 ? 130
5.1 핵산분리 131
? DNA 분리 방법은 DNA분리를 시도하는 해당 유기체에 알맞게 조절되어야 한다. 131
? RNA는 분리하는 동안 분해되는 것을 막기 위해 상당히 주의해야 한다. 132
? 여러 가지 물리적 기술이 거대분자 연구에 사용된다. 133
5.2 전자현미경 133
? 전자현미경을 이용해 거대분자를 볼 수 있다. 133
5.3 원심분리 기술 135
? 침전속도 차이로 거대분자를 분리할 수 있으며, 거대분자의 크기와 형태에 대한 정보를 제공할 수 있다. 135
? 평형밀도구배원심법은 밀도에 따라서 입자들을 분리 한다. 136
5.4 Gel 전기영동 139
? Gel 전기영동은 전기적 영역에서 이동 속도 차이에 의해 전하를 띄는 고분자를 분리한다. 139
? Gel 전기영동은 단백질을 분리하고 polypeptide의 분자량을 결정하기 위해서 사용되어 질 수 있다. 142
? Pulse-field gel 전기영동(PFGE)는 매우 큰 DNA분자를 분리할 수 있다. 143
5.5 핵산분해효소와 제한효소 지도 144
? 핵산분해효소는 DNA 연구에서 유용한 도구이다. 144
? 특정한 nucleotide 서열을 자르는 제한효소는 DNA를 분석에 매우 유용한 도구이다. 145
? 제한효소는 DNA분자의 제한효소지도 작성에 이용될 수 있다. 148
5.6 재조합 DNA 기술 152
? DNA 절편은 plasmid DNA 벡터에 삽입될 수 있다. 152
? Southern blotting은 특정 DNA 절편을 탐지하는데 이용된다. 154
? Northern과 Western blotting은 각각 특정 RNA와 polypeptide를 탐지하는데 사용된다. 156
? DNA 중합효소 I은 3?→ 5?및 5?→ 3?핵산말단가수분해효소 기능도 갖춘 다기능 효소로서 DNA labeling에 사용된다. 156
? DNA 중합효소 I은 DNA 단일가닥 절단부위(nick)에서 DNA를 합성할 수 있다. 161
? 중합효소 연쇄반응(Polymerase chain reaction)은 DNA를 증폭하는데 사용된다. 163
? Site-directed mutagenesis 방법으로 유전자내에 특정 염기를 변화시킬 수 있다. 164
? Frederick Sanger가 DNA 서열분석을 위해 dideoxy-nucleotide 방법을 고안하였다. 166
? 역전사효소는 RNA분자를 주형으로 사용하여 DNA를 합성할 수 있다. 167
? DNA chip은 mRNA합성을 분석하고, 특정 DNA 서열을 찾거나, DNA 서열에서 하나의 nucleotide의 차이를 찾을 때 사용한다. 169
제6장 염색체 구조 ? 174
6.1 세균 염색질(chromatin) 176
? 특정 단백질들에 의한 세균 DNA의 응축 176
? SMC 단백질들은 세균 염색체 밀집에 중요한 역할을 한다. 178
6.2 유사분열과 감수분열 179
? 고등생물에서, 생식세포들은 반수체의 염색체를 갖고 체세포들은 2배수체의 염색체를 갖는다. 179
? 동물세포의 생활주기는 간기와 유사분열이 교대로 이루어진다. 180
? 유사분열에서는 염색체수가 유지된다. 181
? 감수분열은 염색체 수를 반으로 줄인다. 183
6.3 핵형 186
? 염색체 부위들은 전통적인 명명법에 따라 규정되어진다. 186
? 핵형은 각 세포의 분열 중기 과정의 염색체 쌍을 크기 순으로 배열한 모양을 말한다. 187
? 핵형을 분석함으로써 많은 정보를 얻을 수 있다. 188
? 형광 in situ 혼성화 염색법(FISH)은 염색체에 관한 많은 정보를 제공한다. 189

6.4 Nucleosome 190
? 5가지 주요 histone 단백질이 진핵세포의 염색질에서 DNA와 결합한다. 190
? 염색질은 nucleosome이라 불리는 염주 모양의 구조로 이루어진다. 191
? X선 결정학은 nucleosome 핵심 입자들의 고분해능 영상을 제공한다. 192
? Nucleosome 조립은 DNA 복제와 밀접하게 연관된다. 194
6.5 고차 수준의 진핵 염색질 구성 196
? Nucleosome들은 접혀서 지그재그 패턴을 보이는 연결 DNA를 포함하는 3차원 구조를 이룬다. 196
? 동원체는 미세소관이 부착되는 장소이다. 200
? 염색체 말단에 존재하는 말단소체는 안정성에 필요하다. 201
유전학과 바이러스 ??? 211
제7장 분자생물학에서의 유전학적 분석 ? 212
7.1 유전자 재조합에 대한 소개 213
? 유전자 재조합은 DNA 분자들 또는 염색체들 사이에서 일어나는 DNA 절편의 상호교환을 수반한다. 213
? 재조합 빈도는 유전자 지도를 작성하는데 사용된다. 214
7.2 세균의 유전학 215
? 유전학적 분석을 위한 모델 시스템으로 자주 선택되는 세균은 복잡한 구조로 되어 있다. 215
? 세균은 액체 또는 고체배지에서 배양할 수 있다. 216
? 세균의 유전학에서는 특정한 표기법, 관습, 전문용어가 사용된다. 219
? 변형된 유전자를 가진 세포를 돌연변이체(mutant)라고 한다. 221
? 어떤 돌연변이체는 모든 조건에서 돌연변이 표현형을 나타내지만, 다른 돌연변이는 특정 조건하에서만 나타낸다. 221
? 특정 물리적, 화학적 유발인자들은 돌연변이(유발)원이다. 222
? 돌연변이체는 DNA의 변화에 근거하여 분류될 수 있다. 222
? 돌연변이체는 원래의 표현형을 회복할 수 있다. 223
? 분자생물학에서 돌연변이체는 다양한 용도를 가진다. 224
? 상보성이라 알려진 유전적 시험울 통해 하나의 표현형에 관여하는 유전자의 수를 결정할 수 있다. 227
? 대장균은 접합(conjugation)을 통해 유전정보를 교환할 수 있다. 230
? F plasmid는 세균의 염색체에 삽입될 수 있고 수용체 세포로 그것을 옮길 수도 있다. 233
? 세균의 교배 실험은 대장균의 유전자 지도를 작성하는데 사용될 수 있다. 235
? F?plasmid는 세균의 염색체 일부를 포함하고 있다. 237
? 자연에는 다양한 plasmid들이 존재한다. 239
7.3 출아효모(Saccharomyces cerevisiae) 242
? 효모는 단세포 진핵생물이다. 242
? 효모의 유전학에서는 특정한 표기법, 관습, 전문용어가 사용된다. 244
? 효모세포의 생활사에는 반수체 단계와 2배체 단계가 존재한다. 244
? 효모 교배형은 교배형(Mat)좌위에 존재하는 대립유전자에 의해서 결정된다. 247
? 효모의 교배인자는 교배 과정을 유도하는 신호로 작용한다. 247
7.4 제한효소로 절단되거나 증폭된 DNA 절편 길이의 다형성 249
? 재조합 DNA 기술은 인간과 다른 생물의 유전적 분석을 용이하게 한다. 249
7.5 체세포 유전학 253
? 체세포 유전학은 고등생물의 유전자 지도를 작성하는데 이용된다. 253
? 동물세포는 배양하여 연구할 수 있다. 254
? 2종류의 서로 다른 동물세포들은 융합되어 이핵체(hetero-karyon)를 형성할 수 있다. 256
? 잡종세포는 단일 clone 항체(monoclonal antibody) 생산에 이용할 수 있다. 258
권장 도서 261
제8장 분자생물학과 바이러스 ? 263
8.1 바이러스는 무엇인가? 264
? 바이러스는 숙주세포에서만 복제할 수 있는 절대적 기생체이다. 264
8.2 Bacteriophage 266
? 세균성 질환 치료제로 개발될 가능성 때문에 phage가 관심을 끌기도 했다. 266
? “Phage 그룹”으로 불리는 과학자들은 유전자의 구조와 기능에 관한 근원적 해답을 phage 모델에서 찾고자 했다. 266
? Phage의 크기와 형태는 다양하다. 267
? Phage는 용균성(lytic), 용원성(lysogenic) 및 만성(chronic) 생활주기를 갖는다. 268
? Phage는 배양된 세균 깔개(lawn)에 plaque를 형성한다. 268
? Phage는 각각 매우 제한된 종류의 숙주에서만 복제한다. 269
8.3 독성(virulent) phage 271
? 대장균 T4 phage DNA는 말단중복(terminal redun-dancy)과 원형순열(circular permutation)이 특징이다. 271
? T7 phage는 말단중복은 있으나 원형순열은 없다. 281
? Phage fX174 DNA는 원형의 단일가닥이다. 284
? 어떤 phage들은 단일가닥 RNA를 갖고 있다. 287
8.4 온건성(temperate) phage 289
? 대장균 l phage는 용균성(lytic) 또는 용원성(lyso-genic) 감염을 한다. 289
? 대장균 phage P1은 형질도입(general transduc-tion)을 한다. 296
8.5 만성(chronic) phage 298
? 만성 phage는 숙주를 죽이지 않고 계속해서 phage를 방출하도록 만든다. 298
8.6 동물 바이러스 301
? Polyoma 바이러스는 원형 이중가닥 DNA를 갖고 있다. 302
? Adenovirus는 선형 이중가닥 DNA를 갖고 있다. 304
? Retrovirus는 역전사효소를 이용하여 RNA 유전체를 DNA로 유전체를 전환한다. 306
권장 도서 311
DNA 대사 ??? 315
제9장 DNA 복제 ? 316
9.1 DNA 복제의 일반적 특성 317
? DNA 복제는 반보존적(semiconservative)이다. 317
? 원핵세포(세균)와 진핵세포의 DNA 복제는 양방향성이다. 320
? DNA 복제는 반불연속적(semidiscontinuous)이다. 323
9.2 세균 DNA 복제기구 327
? 세균 복제기구는 in vitro 실험을 통해 규명되어졌다. 327
? 돌연변이 연구는 DNA 복제 효소에 대한 중요한 정보를 제공한다. 328
9.3 세균의 복제 개시단계 328
? Replicon 모델에 따르면 replicator DNA에 특정 단백질이 결합한다. 328
? 대장균 개시 단백질인 DnaA는 4개의 domain으로 되어있다. 330
? 대장균 염색체 복제는 oriC에서 시작된다. 331
? 여러 단백질이 DNA 복제개시에 참여한다. 333
9.4 세균의 복제 신장단계 333
? 여러 가지 효소들이 복제분지(replication fork)에서 함께 작용한다. 333
? DNA 중합효소 III는 주요 세균 복제기구이다. 337
? Core 중합효소 하위복합체는 5?→ 3?중합효소 활성을 가진 소단위체와 3?→ 5?핵산말단가수분해효소 활성을 가진 소단위체를 포함하고 있다. 339
? 활주 clamp(sliding clamp) 하위복합체는 DNA 중합효소의 나머지 부분을 DNA에 붙이면서 DNA를 둘러싸는 고리구조를 만든다. 341
? Clamp 장전자(clamp loader) 하위복합체는 활주 clamp를 DNA 주변에 위치시키는 역할을 하는 중개자이다. 342
? DNA 중합효소 III 전효소의 clamp 장전자는 2개의 g 소단위체 대신 2개의 t 소단위체를 가진다. 345
? DNA 중합효소 Ⅲ 전효소는 선도가닥과 지연가닥의 합성을 촉매한다. 346
9.5 세균의 복제 종결단계 348
? 2개의 복제 분지(forks)가 커져나가서 oriC의 반대쪽에서 서로 만나면서 복제가 종결된다. 348
9.6 진핵세포의 DNA 복제장치 349
? 진핵세포와 원핵세포의 DNA 복제 과정은 많은 공통된 특징을 가진다. 349
9.7 진핵세포의 개시단계 351
? SV40 T항원이 복제기원(origin)에 결합하고 DNA 이중나선을 풀어준다. 351
? SV40 T항원은 복제기포로 DNA 중합효소 a의 모집에 관여한다. 353
? 진핵생물의 염색체들은 많은 복제(replicator site)를 갖는다. 354
? 효모에서 자발적인 복제서열은 DNA 사슬의 개시 지역을 결정한다. 354
? 2차원 gel 전기영동으로 복제 기원들을 밝혀낼 수 있다. 357
? 진핵생물의 DNA 복제 개시에 다수의 단백질 인자가 작용한다. 359
9.8 진핵세포의 신장단계 360
? SV40 DNA 복제는 숙주세포 효소들을 이용하고, 오직 T 항원만이 바이러스 단백질이다. 360
9.9 Telomere와 telomerase(말단소체와 말단소체복원효소) 365
? 진핵생물 DNA는 복제되며서 선도가닥이 짧아진다. 365
? Telomerase는 새롭게 복제된 선형 나선 말단을 확장시킨다. 367
? Telomerase RNA는 DNA 합성의 주형으로서 기능을 한다. 368
? Telomerase polypeptide는 역전사효소이다. 368
? Telomerase는 노화와 암에 역할을 한다. 370
9.10 원시고세균의 DNA 복제 370
? 원시고세균의 복제 기작은 진핵생물과 비슷하다. 370
9.11 원시고세균의 DNA 복제의 개시단계 371
? Orc1/Cdc6는 원시고세균 복제기점 부분에 MCM을 끌어온다. 371
9.12 원시고세균의 신장단계 371
? 원시고세균의 신장의 기본 과정은 세균과 진핵생물과 유사하다. 371
권장 도서 372
제10장 DNA 손상과 수선 ? 377
10.1 방사선 손상 379
? 자외선은 cyclobutane pyrimidine dimer(CPD) 형성과(6-4) 광산물(photoproduct) 형성을 일으키는 원인이 된다. 379
? X-선과 g선은 다른 많은 형태의 DNA손상을 일으킨다. 381
10.2 물에 있어서 DNA의 불안정성 382
? DNA는 가수분해 절단 작용에 의해 손상된다. 382
10.3 산화적 손상 387
? 활성산소가 DNA를 손상시킨다. 387
10.4 단일부가물(Monoadduct) 형성에 의한 alkyl화 손상 388
? Alkylating agent들은 음전하의 중심으로 alkyl기를 전이하면서 DNA를 손상시킨다. 388
? 많은 환경물질들이 세포 대사에 의해 변형되어 DNA를 alkyl화 한다. 391
10.5 화학적 교차결합 물질 392
? 화학적 교차결합 물질들은 DNA 가닥의 분리를 막는다. 392
? Psoralen과 관련 화합물은 단일부가물 혹은 교차결합을 형성할 수 있다. 393
? Cisplatin은 DNA와 결합하여 가닥안이나 가닥사이의 교차를 형성한다. 395
10.6 Mutation 유발물질과 발암물질 탐지 395
? Mutation 유발물질은 mutant 유전자활성을 회복시킬 수 있는능력에 근거하여 발견될 수 있다. 395
10.7 손상의 직접적인 복원 397
? Photolyase가 cytobutane pyrimidine dimer 형성에 의해 야기되는 손상을 복원시킨다. 397
? O6-Alkylguanine, O4-alkylthymine 및 phos-photriester는 자살 효소(suicide enzyme)에 의하여 alkyl기 직접 제거함으로써 복구될 수 있다. 402
? AlkB는 1-methyladenine과 3-methylcytosine에 있는 methyl기의 산화적 제거를 촉매한다. 404
10.8 염기 절단 수선 405
? 염기절단수선(base excision repair: BER) 회로는 손상된 염기를 제거하고 대체한다. 405
10.9 Nucleotide 절단 수선(nucleotide excision repair: NER) 411
? Nucleotide 절단 수선은 손상을 입은 oligonucleo-tide를 절단하여 DNA의 부피가 큰 부가물(bulky adducts)을 제거하고 새로운 DNA로 대체하면서 수선한다. 411
10.10 불일치 수선(mismatch repair) 422
? 염기쌍불일치 수선 시스템은 DNA에 존재하는 불일치, 짧은 삽입 또는 deletion을 제거한다. 422
10.11 SOS 반응과 손상통과(translesion)
DNA 합성 427
? 오류-유발성 DNA 중합효소(error-prone DNA polymerase)는 손상통과 DNA 합성을 촉진시킨다. 427
? RecA와 LexA는 E. coli의 SOS 반응을 조절한다. 427
? SOS 신호는 DNA 중합효소 II, IV 및 V의 합성을 유도한다. 431
? 사람의 세포에는 적어도 14개의 주형의존 DNA 중합효소가 있다. 432
권장 도서 434
제11장 유전자 재조합 ? 439
11.1 상동 재조합의 소개 440
? 상동 재조합(HR)은 DNA 절단을 수선하고 감수분열에서 정확한 염색체 분리를 보장하는데 필수적 과정이다. 440
11.2 Bacteriophage의 재조합 444
? Crossing over는 2개의 상호작용하는 DNA 분자들 사이의 DNA 교환을 필요로 한다. 444
11.3 세균의 재조합 446
? 대장균의 재조합 돌연변이체는 접합율(conjugation rate)이 낮고 DNA 손상에 민감하다. 446
11.4 상동재조합의 초기 모형 450
? HR의 Holliday 모형은 Holliday 접합부라고 불리는 crossing over된 가닥 중간체를 제안한다. 450
? RecA는 가닥 교환 단백질이다. 451
? RecBCD복합체는 상동재조합을 위한 이중가닥 파손을 준비하고 chi 부위에서 그 활성을 변화시킨다. 452
? Meselson-Radding 재조합 모형(두 번째 상동 재조합 모형)은 개시를 위해 단일가닥 nick을 기초로 한다. 455
11.5 효모의 형질전환 457
? 효모는 plasmid의 gap 부위를 HR을 통해 수선한다. 457
11.6 이중가닥 파손에 의해 개시된 상동 재조합 모형 458
? 이중가닥 파손 수선(DSBR) 모형에 의하면 이중가닥 파손에 의해 수선작업이 개시된다. 458
11.7 진핵생물의 상동 재조합 단백질 459
? 여러 주요한 상동 재조합 단백질들이 세균과 진핵생물에 공통적으로 존재하지만 진핵생물에서만 발견되는 단백질도 있다. 459
11.8 이중가닥 파손 수선 모형의 변이 466
? 합성의존적 가닥 짝짓기(SDSA) 모형에서는 유전자 전환만 일어난다. 466
11.9 감수분열 재조합 466
? 감수분열 재조합의 어떤 측면은 진기하다. 466
? 일부 재조합 단백질들은 감수분열세포에서만 형성된다. 468
? 감수분열 재조합 모형은 상동 재조합의 2개의 다른 유형을 제안한다. 469
11.10 유전자 제거를 위한 유사분열 재조합의 사용 470
? 유사분열 재조합은 표적화된 유전자 파괴를 위해 유전공학에 이용될 수 있다. 470
? 효모에서 유전자 제거는 높은 효율성을 갖는 상동 재조합에 의해 일어난다. 470
? 생쥐에서 유전자 제거는 유전자 표적화 방법에 의해 일어날 수 있다. 472
11.11 유사분열 재조합과 DNA 복제 474
? 유사분열 상동 재조합은 replication fork이 붕괴할 때 DNA 복제에 필수적이다. 474
? 재조합은 염색체 재배열과 유전체 불안정을 방지하기 위해 조절되어야 한다. 477
? 단일가닥 짝짓기(SSA) 기작은 결실을 초래한다. 480
11.12 상동성 없는 이중가닥 파손 수선 480
? 비상동 말단-연결(nonhomologous end-joining, NHEJ)은 상동성이 없는 말단을 재결합하는 모형이다. 480
11.13 부위특이적 재조합 483
? 부위특이적 재조합은 명시된 서열에서 일어나고 면역 globin 다양성에 사용되며 transposable element에 의해 사용된다. 483
? 효모에서 교배형 교체는 명시된 부위에서 개시된 합성의존적 가닥 짝짓기에 의해 일어난다. 483
? V(D)J 재조합은 면역계의 다양성을 형성한다. 486
? FLP/FRT와 Cre/lox 체계가 표적화 된 재조합을 하는데 사용될 수 있다. 491
권장 도서 494
제12장 전이인자(Transposon)와 기타
이동인자들 ? 502
12.1 Transposition(전이) 505
? 세균의 가장 단순한 이동인자는 삽입서열이라고 불린다. 505
? Transposase는 인자의 끝부분과 특이한 복합체를 형성한다. 506
? 전이과정에서는 절단과 연결이 협조적으로 일어난다. 508
? 어떤 인자는 ‘자르고-붙이는’ transpoition를 수행하는데, 이때 이 인자는 새로운 위치로 직접 옮겨진다. 508
? DNA 복제와 숙주 DNA 수선과정 중 일어나는 transposition의 경우 ‘자르고-붙이는’ DNA의 갯수가 늘어난다. 510
? 세균의 transposon은 그 복잡성에 있어서 다양하다. 511
? 복제성 transposon은 원래 위치에 인자 하나를 남겨둔다. 512
? 진핵생물의 transposon은 세균의 transposon과 그 기작이 유사하다. 515
? 다양한 시스템에 의하여 transposition이 조절된다. 517
? 대부분의 transposon은 구부러진 DNA 표적을 선호한다. 519
? Transposon은 특정한 서열을 표적으로 할 수 있다. 519
? 어떤 transposon은 특이한 분자적 과정을 표적으로 한다. 520
? 어떤 인자는 특정 표적 위치들 중에서 선택할 수 있는 능력을 갖게끔 진화했다. 521
? Transposon은 분자유전학의 중요한 도구이다. 522
12.2 보존적 위치특이 재조합 536
? 2가지 군의 단백질이 다른 경로로 보존적 위치특이 재조합을 수행한다. 536
? Bacteriophage l는 숙주 유전체에 통합되기 위해서 보존적 위치특이 recombinase를 이용한다. 538
? 다수의 다른 시스템들이 보존적 위치특이 recombinase 반응을 이용한다. 540
12.3 표적에 의해 유발된 역전사 541
? 표적에 의해 유발된 역전사는 RNA 매개체를 통하여 정보를 이동시킬 수 있다. 541
? 표적에 의해 유발된 역전사가 LINE의 이동에 이용된다. 542
? LINE의 이동은 유전체의 안정성과 진화에 영향을 준다. 544
? 이동성 그룹 II intron은 표적에 의해 유발된 역전사에 의해서 이동한다. 546
? 2단계 transesterification 반응에 의해 그룹 II intron은 움직인다. 546
? 표적위치와의 상동성은 이동성 그룹 II intron이 후방전이(retrotrans position)에 의해 이동할지, 후방귀소(retro-homing)에 의해 이동할지를 결정한다. 547
권장 도서 548
RNA의 합성과 가공 ??? 549
제13장 세균 RNA중합효소 ? 550
13.1 세균 RNA중합효소에 대한 서론 551
? RNA중합효소는 DNA주형과 4가지 nucleoside triphos-phate을 이용하여 RNA를 합성한다. 551
? 세균 RNA중합효소는 다양한 구성단위로 이루어진 거대 단백질복합체이다. 553
13.2 개시단계 555
? 세균 RNA중합효소의 holoenzyme은 core효소와 s factor로 구성되었다. 555
? 정확하고 효율적인 전사가 일어나기 위해서 하나의 전사 단위는 promoter라고 불리는 개시 신호를 가지고 있어야만 한다. 556
? DNase 보호 방법을 통하여 promoter DNA에 대한 정보를 알아내었다. 556
? 유전학적 연구는 RNA중합효소 holoenzyme promoter의 염기서열 상호작용에 대한 부가적인 정보를 제공한다. 558
? 세균는 2종류의 s factor군을 가지고 있다. 559
? s54-RNA중합효소는 activator protein이 필요하다. 561
? s70-RNA중합효소가 promoter의 DNA에 결합하여 닫힌 복합체와 열린 복합체를 형성함을 footprint 실험으로 알 수 있다. 561
? Rifampicin은 RNA중합효소에 결합해서 RNA 합성의 초기단계를 차단한다. 565
? Core 중합효소와 s70 RNA중합효소는 서로 다른 입체구조를 갖는다. 565
? 온천세균(T. aquaticus)의 coreRNA중합효소의 결정 구조는 이 효소가 어떻게 구성되어 있는지에 대한 새로운 정보를 제공한다. 566
? 결정구조 분석은 열린복합체의 구성에 대한 중요한 사실을 알려준다. 568
? RNA중합효소 holoenzyme는 전사의 개시단계에서 DNA를 헝클어 놓는다. 572
13.3 전사 elongation 복합체 573
? 전사 elongation 복합체는 매우 지속적으로 진행하는 분자 motor이다. 573
13.4 전사 종결 577
? 세균의 전사장치는 RNA 가닥에 존재하는 내재적 termi-nator 혹은 Rho의존적 terminator에 오면 떨어져 나간다. 577
권장 도서 581
제14장 세균의 전사조절 ? 584
14.1 Messenger RNA 585
? 세균의 mRNA는 단일cistron성이거나 polycistron성일 수 있다. 585
? 세균의 mRNA는 세균의 다른 RNA와 비교해서 대체로 짧은 수명을 가지고 있다. 586
? mRNA합성 속도를 조절함으로써 유전 정보의 흐름을 조절할 수 있다. 587
? 유전자 조절은 대사 활성의 낭비를 제거하는 데 도움을 준다. 587
? mRNA 합성은 음성조절과 양성조절에 의해서 조절된다. 588
14.2 젖당 오페론(lactose operon) 588
? E. coli 유전자인 lacZ, lacY와 lacA는 b-galactosidase, lactose permease, b-galactoside transacetylase를 각각 암호화한다. 588
? lac구조유전자는 조절된다. 590
? 유전학전 연구는 lac mRNA의 조절에 관한 정보를 제공한다. 591
? Operon 모형은 lactose 시스템의 조절을 설명한다. 592
? Allolactose가 lactose operon의 진정한 유도물질이다. 594
? Lac repressor는 lac operator와 시험관내에서 결합한다. 595
? Lac operon은 3개의 lac operator를 가지고 있다. 597
? Lac repressor는 이량체의 이량체로서 각각의 이량체는 하나의 lac operator 염기서열과 결합한다. 598
14.3 이화물질 억제(catabolite repression) 601
? E.coli는 lactose보다 포도당을 우선적으로 이용한다. 601
? 포도당에 의한 lac operon의 발현 억제 효과는 복잡한 과정이다. 601
? cAMP?CRP 복합체는 lac promoter의 상류에 있는 activator 부위(AS)에 결합하여 lac operon 전사를 활성화시킨다. 605
? cAMP?CRP는 100개 이상의 operon을 활성화시킨다. 608
14.4 Galactose operon 608
? Galactose operon 또한 repressor와 cAMP?CRP에 의해서 조절된다. 608
14.5 araBAD operon 611
? AraC activator 단백질이 araBAD operon을 조절한다. 611
14.6 Tryptophan Operon 616
? Tryptophan(trp) operon은 전사의 개시, 신장 그리고 종결단계에서 조절된다. 616
14.7 Bacteriophage l: 전사조절 네트워크 621
? l phage 성장은 복잡한 유전적 네트워크에 의해 조절된다. 621
? 용균 경로는 전사의 연쇄 반응에 의해 조절된다. 622
? 용원성 경로 역시 전사 연쇄 반응에 의해 조절된다. 624
? CI 조절자는 용원성 상태를 유지한다. 625
? 자외선은 l prophage가 용균경로에 들어가도록 유도한다. 628
14.8 Messenger RNA(mRNA)의 분해 628
? 세균 mRNA는 빠르게 분해된다. 628
14.9 Ribosome RNA와 transfer RNA 합성 632
? 세균 ribosome은 23S와 5S RNA로 이루어진 큰 소단위와 16S RNA로 이루어진 작은 소단위로 구성되어 있다. 632
? E. coli는 16S, 23S, and 5S RNA를 암호화하는 7개의 rRNA operon들을 가지고 있다. 632
? Promoter 상부인자(upstream element)는 rrn 전사를 증가시킨다. 634
? 3개의 Fis 단백질의 결합부위는 rrn의 전사를 증가시킨다. 634
14.10 Ribosome 합성의 조절 635
? 아미노산 고갈은 rRNA 합성을 저해하는 guanine nucleo-tide의 생산을 초래한다. 635
? E. coli의 rRNA와 tRNA 합성은 생장속도와 함께 증가된다. 636
? E. coli는 Ribosome단백질 합성을 조절한다. 638
14.11 rRNA와 tRNA의 후처리과정 639
? 세균은 rRNA와 tRNA의 초기 전사체를 변형시켜 생리적으로 활성을 갖는 RNA분자를 형성한다. 639
권장 도서 644
제15장 RNA 중합효소 II: 기초 전사 ? 648
15.1 RNA 중합효소 II의 소개 650
? 진핵 세포의 핵은 3종류의 RNA 중합효소를 가지고 있다. 650
? RNA 중합효소 I, II 및 III은 저해제에 대한 민감도에 따라 구별될 수 있다. 652
? 각각의 핵 RNA 중합효소는 자기 고유한 subunit들과 다른 2개의 핵 중합효소들과 공통적인 subunit들을 가지고 있다. 653
15.2 RNA 중합효소 II의 구조 656
? 고해상도의 효모 RNA 중합효소 II 구조는 효소가 어떻게 작용하는지를 설명하는데 도움이 된다. 656
? Transcription bubble(전사 버블)과 제작된 RNA(product RNA)와 결합하는 전체 12개 subunit의 효모 RNA 중합효소 II의 crystal(결정) 구조가 밝혀졌다. 659
15.3 전사 개시 부위의 확인 661
? 핵 RNA 중합효소는 합성 능력에 한계가 있다. 661
? RNA 중합효소 II 전사는 특정 개시 부위로부터 시작된다. 661
? 유전자 발현을 모니터링하는데 여러 방법이 사용될 수 있다. 665
15.4 RNA 중합효소 II의 핵심 promoter 667
? 핵심 promoter의 구성요소는 전사 개시 부위의 40 bp 상부에서 40 bp 하부사이에 자리잡고 있다. 667
15.5 일반적 전사 factor: 기초 전사 668
? RNA 중합효소 II는 특정 전사 개시 부위로부터 naked DNA를 전사하기 위하여 일반적인 전사 factor의 도움을 필요로 한다. 668
? 핵심 promoter만으로도 cell-free system에서 저량의 RNA 합성이 정확한 전사개시 부위에서 가능하다. 669
? 전-개시복합체(Pre-initiation complex)의 조립은 TFIID 또는 TATA 결합 단백질(TATA binding protein, TBP)이 핵심 promoter와 결합함에 따라 시작된다. 670
? TFIID는 TATA box가 결여된 단백질 유전자의 핵심 promoter들과 결합할 수 있다. 672
? TFIIA 또는 TFIIB는 TBP?TATA box 복합체와 결합한다. 673
? RNA 중합효소 II·TFIIF 복합체, TFIIE와 TFIIH의 순차적인 결합이 전-개시복합체 형성을 완성한다. 675
? 전-개시복합체 내의 DNA는 RNA 중합효소 II와 일반적 전사 factor로 만들어진 단백질 핵심 주위로 단단하게 감긴다. 676
15.6 전사의 신장(transcription elongation) 677
? 가장 큰 RNA 중합효소 subunit의 C-말단 domain은 사슬 신장이 진행되기 위하여 인산화되어야 한다. 677
? 전사 elongation factor의 다양함은 신장 중의 일시적인 중지를 억제하도록 도와준다. 678
? Elongation factor SII는 정지된 RNA 중합효소 II를 재활성화한다. 678
? 전사 신장 복합체는 조절된다. 679
권장 도서 680
제16장 RNA 중합효소 Ⅱ: 조절 ? 683
16.1 조절 promoter와 enhancer 684
? 연결자-스캐닝 돌연변이유발(linker-scanning mutagenesis)을 통해 핵심 promoter의 바로 상부에 있는 조절 promoter의 존재를 드러낸다. 684
? Enhancer는 전사 개시 부위로부터 아주 멀리 위치하더라도 전사를 촉진할 수 있다. 687
? 상부 활성 서열(UAS)은 효모의 유전자를 조절한다. 688
16.2 전사 activator 단백질 688
? 전사 activator 단백질은 전사 기구를 모으는 것을 돕는다. 688
? 조합 과정은 유전자의 활성을 결정한다. 690
? DNA 친화성 크로마토그래피는 전사 activator 단백질들을 정제하는데 사용될 수 있다. 690
? 전사 activator 단백질의 유전자 전사 촉진 능력은 트랜스펙션 분석(transfection assay)을 통해 결정할 수 있다. 692
16.3 나선-선회-나선(helix-turn-helix) 구조를 가진 DNA-결합 domain 692
? Homeotic 유전자는 배 발생과정의 위치 정체성을 할당한다. 692
? Homeotic 유전자는 전사 activator 단백질을 특정화한다. 696
? Homeodomain은 나선-선회-나선 motif를 포함한다. 696
? POU 단백질은 homeobox와 POU domain을 갖는다. 697
16.4 Zinc finger를 갖는 DNA 결합 domain 698
? 많은 전사 activator 단백질은 DNA에 서열 특이적인 방법으로 붙는 Cys2His2 zinc finger를 갖는다. 698
? 핵 수용체(nuclear receptor)는 Cys4 zinc finger motif를 갖는다. 702
? Ligand-결합 domain 구조는 핵 수용체 기능에 대한 상당한 정보를 제공한다. 706
? 효모의 전사 activator 단백질인 Gal4는 Cys6 아연 집단 패밀리 (zinc cluster family)에 속하며, galactose 대사에 관여하는 유전자의 전사를 조절한다. 708
16.5 염기성 지역(basic region) leucine zipper를 갖는 DNA 결합 domain 709
? 염기성 지역 leucine zipper(bzip) 전사 activator 단백질은 coiled coil 상호작용을 통해 붙은 이량체(dimer)로 DNA에 결합한다. 709
16.6 나선-고리-나선(helix-loop-helix)를 갖는
DNA 결합 domain 714
? 나선-고리-나선 전사 조절 단백질은 이량체이다. 714
? 전사 조절자 중 bHLH zip 패밀리는 HLH와 leucine zipper 이량체화 motif를 모두 갖는다. 715
16.7 활성 domain 717
? 활성 domain은 전사를 촉진하기 위해 반드시 DNA-결합 domain과 결합해야 한다. 717
? Gal4는 DNA 결합 domain과 활성 domain을 갖는다. 718
? 효모 이중-잡종화 검사법(yeast two-hybrid)은 비-공유 상호작용하는 polypeptide를 찾아낼 수 있도록 해준다. 724
16.8 매개자(mediator) 725
? 진압(squelching)은 전사 activator 단백질이 한정된 전사 기구 구성요소와 경쟁할 때 일어난다. 725
? 매개자는 활성화된 전사에 필요하다. 726
? 효모 매개자 복합체는 활성 효모 유전자에 있는 UAS와 관련되어 있다. 728
16.9 염색질 변형(chromatin modification)과
리모델링(remodeling) 730
? 염색체는 진정 염색질(euchromatin)과 이질 염색질(hetero-chromatin)의 산재된 부위를 포함한다. 730
? 세포는 염색질을 리모델링하거나 변형하여 그 DNA가 전사 기구에 접근 가능하게 한다. 731
? 유전학적, 생화학적 연구는 ATP-의존적 염색질 리모델링 복합체의 발견을 이끌었다. 732
? Histone N-말단 꼬리의 acetylation는 전사를 활성화시키는 경향이 있다. 734
? Histone deacetylation은 전사 활성을 낮추는 경향이 있다. 735
? 크게 변형할 수 있는 아미노 말단 histone 꼬리는 표현형 조절을 돕는 조합적 암호를 갖고 있다. 736
? 전사 activator와 repressor는 염색질 리모델링과 변형을 촉진한다. 737
권장 도서 740
제17장 RNA 중합효소 II: 전사과정과 동시
또는 후의 RNA 가공 ? 745
17.1 Pre-mRNA(mRNA 전구체) 746
? 진핵 세포들은 커다란 이종 RNA(hnRNA) 분자들을 합성한다. 746
? mRNA와 hnRNA들 모두는 3?말단부위에 poly(A) 꼬리를 갖고 있다. 746
17.2 Cap 형성 747
? mRNA분자들은 5?말단부위에 7-methylguanosine cap을 가지고 있다. 747
? 5?m7G cap 구조는 20~30개 nucleotide 길이의 미성숙한 mRNA 전구체 사슬에 부착된다. 751
? 모든 진핵생물들은 동일한 기본적인 경로를 통하여 5?m7G cap 구조를 형성한다. 752

? 전사체가 cap 구조를 갖기 위해서는 CTD의 5번 serine(Ser-5)에 인산화가 일어나야 한다. 753
17.3 분할 유전자들(Split Genes) 756
? mRNA 전구체의 splicing에 의해서 일부 mRNA 분자들이 형성된다는 것이 바이러스 연구를 통하여 밝혀졌다. 756
? 진핵세포 유전자내의 아미노산 암호화(coding)지역들 사이에 비 암호화 지역들이 끼어들기도 한다. 757
? Exon들은 진화과정 중에 보존되는 경향이 있는 반면 intron은 일반적으로 보존되지 않는다. 761
? 변형과정을 통해 1개의 mRNA 전구체로부터 2개 이상의 다른 mRNA 분자들이 합성될 수도 있다. 764
? 각 유전자들 내부에서 일어나는 다양한 splicing 유형들의 조합에 따라 다양한 mRNA들이 형성된다. 766
? 선택적으로 이어맞추어지는 대부분의 유전자들은 신호전달(signal transduction) 과정에 관여하는 단백질들을 암호화한다. 767
? 초파리는 다른 엇갈린 splicing(alternative trans-splicing) 방법으로 필수단백질의 동형들을 암호화하는 mRNA를 형성한다. 768
? 정확한 splicing이 일어나기 위해서는 mRNA 전구체내에 특정한 염기서열이 필요하다. 769
? 2개 splicing 중간체들은 올가미(lariat)와 유사한 구조를 가지고 있다. 771
? Splicing는 2회의 동등한 transesterification 반응을 수반한다. 773
17.4 Splicing 복합체들(Spliceosomes) 774
? 특정 자가면역병 환자들에게서 형성되는 비정상 항체들은 작은 ribonucleoprotein입자들(small nuclear ribonucleo-protein particles, snRNPs)에 결합한다. 774
? snRNP들이 조립되어 intron들을 절단하는 splicing 기구, 즉 splicing 복합체를 형성한다. 775
? U1, U2, U4와 U5 snRNP들에는 Sm polypeptide가 내재되어 있는 반면에 U6 snRNP에는 Sm 유사 polypeptide가 포함되어 있다. 777
? U snRNP는 다단계 과정을 거쳐 형성된다. 778
? 효모에서는 U1, U2, U4, U5와 U6 snRNP들이 penta-snRNP로 추출되었다. 780
? 시험관내 연구 결과로 spliceosome들이 일정한 경로를 통하여 intron상에서 조립되는 것이 밝혀졌다. 781
? Spliceosome내의 촉매부위는 단백질보다는 RNA로 구성되어 있을 것이다. 785
? 세포들은 다양한 기작을 통하여 splicing 자리의 선택을 조절하고 있다. 786
? Splicing은 동시전사 과정으로 시작하여 전사후 과정으로 계속 진행된다. 789
17.5 절단(cleavage)/polyadenylation과 전사종결 790
? Poly(A) 꼬리 합성과 전사종결은 병행하는 동시전사적 과정이다. 790
? 선택적 splicing 현상으로 현재의 유전자 개념은 다시 고려되어야 한다. 797
? 전사종결은 poly(A) 자리의 하부에서 시작된다. 798
? RNA 중합효소 II의 전사종결을 설명하기 위한 2가지 모델이 제안되었다. 799
? 고등동물의 대부분 histone mRNA 전구체들은 특수한 수정기작을 필요로 한다. 801
17.6 RNA 편집(RNA Editing) 802
? RNA편집으로 세포는 유전정보를 체계적이며 조절된 방식으로 저장할 수 있다. 802
? 인간의 단백질체(proteome)에는 인간의 유전체(genome)로부터 예측되는 것보다 훨씬 다양한 단백질들이 포함되어 있다. 805
17.7 mRNA 배출(Export) 805
? mRNA의 splicing와 배출은 연결된 과정이다. 805
17.8 siRNA와 miRNA 경로를 통한
발현억제(silencing) 808
? 짧은 RNA 분자들이 유전자 발현을 억제할 수 있다. 808
? miRNA 경로는 mRNA의 번역을 중단시키거나 또는 mRNA의 분해를 유발시킨다. 812
권장 도서 815
제18장 rRNA, tRNA 및 세포기관
RNA의 합성 ? 825
18.1 진핵생물의 ribosome 826
? 진핵생물의 ribosome은 크고 작은 ribonucleoprotein subunit들로 구성되어 있다. 826
18.2 RNA 중합효소 I 826
? 5.8S, 18S, 28S rRNA를 암호화하는 서열들은 하나의 전사체를 구성한다. 826
? 진핵생물은 rRNA 전사 단위가 다수 복제되어 있으며 이들은 작은 집단으로 나뉘어져 있다. 829
? 진핵생물의 rRNA 전사 단위는 대체로 한 방향으로 배열된 집단을 이루고 있으며 그들 사이에 유전자 사이 간격을 두고 있다. 830
? rRNA 전사 단위의 promoter는 핵심 promoter와 UPE(상부 promoter element)로 구성되어 있다. 830
? rRNA의 전사와 처리과정은 핵인(nucleolus)에서 일어난다. 832
? RNA 중합효소 I는 다수의 subunit를 가진 효소로서 그 구조는 RNA 중합효소 II와 유사하다. 833
? 전사에는 RNA 중합효소 I－결합 인자들이 필요하다. 833
? RNA 중합효소 I는 또한 2개의 전사보조인자, 즉 UBF(상부결합인자)와 선택성 인자(SL1/TIFIB)를 필요로 한다. 834
? 전사 개시 복합체는 각각의 구성성분을 순차적으로 더해 주면 시험관에서 조립이 가능하다. 836
? RNA 중합효소 I는 개시이전(pre-initiation) 복합체의 형성과 함께 시작하는 전사 주기를 통해 작용한다. 836
? Pre-rRNA는 복잡한 일련의 분할 및 변형을 거쳐 성숙한 rRNA로 변환된다. 839
18.3 Ribozyme과 ribosomal RNA 842
? Tetrahymena thermophilia의 rRNA 전구체는 자기 자신을 절단하는 intron을 가진다. 842
18.4 Ribosome의 조립 848
? 진핵생물의 ribosome 조립은 복잡한 다단계의 과정으로 구성되어 있다. 848
18.5 RNA 중합효소 III 852
? RNA 중합효소 III에 의해 만들어지는 전사체(transcript)는 다양한 생물학적 기능을 가진 짧은 RNA 분자들이다. 852
? RNA 중합효소 III의 전사 단위들은 3가지 다른 종류의 promoter를 가진다. 853
? RNA 중합효소 III를 소집하기 위해서 필요한 전사 인자들은 promoter의 특성에 의해 정해진다. 854
? RNA 중합효소 III는 전사의 연장이나 종결을 수행하기 위해 더 많은 인자들을 요구하지 않는 것으로 보여진다. 857
? tRNA 전구체들은 성숙한 tRNA가 되기 위해 상당한 처리과정을 거쳐야 한다. 858
18.6 미토콘드리아에서의 전사 861
? 미토콘드리아 DNA가 전사되어 mRNA, rRNA, tRNA를 만들어 낸다. 861
18.7 엽록체에서의 전사 865
? 엽록체 DNA도 전사되어 mRNA, rRNA, tRNA를 만들어 낸다. 865
권장 도서 866
단백질 합성 ??? 869
제19장 단백질 합성: 유전자 코드 ? 870
19.1 Ribosome과 Transfer RNA의 발견 871
? 단백질 합성은 ribosome에서 일어난다. 871
19.2 Transfer RNA 873
? 아미노산은 단백질로 합성되기 전에 tRNA에 결합된다. 873
? 모든 tRNA 분자들은 3?말단에 CCAOH를 가진다. 875
? 아미노산의 carboxyl기와 adenosine의 2?또는 3?OH기 사이의 ester 결합을 통해 아미노산이 tRNA에 결합한다. 878
? Alanine에 대한 tRNA는 최초로 자연계에서 서열분석된 핵산서열이다. 880
? Transfer RNA는 클로버 잎 형태의 2차 구조를 갖는다. 880
? Transfer RNA 분자는 L-형태의 3차원적 구조를 갖는다. 884
19.3 Aminoacyl-tRNA synthetase 885
? A minoacyl-tRNA synthetase는 I과 II 2종류로 나뉘어 질 수 있다. 885
? 어떤 종류의 aminoacyl-tRNA synthetase는 편집 기능을 가지고 있다. 887
? Ile-tRNA synthetase는 편집 기능을 가진다. 888
? Ile-tRNA synthetase는 valyl-tRNAIle와 valyl-AMP를 가수분해 할 수 있다. 889
? Rossman-fold domain에 삽입된 polypeptide에 Ile-tRNA synthetase의 편집 위치가 형성된다. 890
? 각각의 aminoacyl-tRNA synthetase는 다른 모든 tRNA들로부터 적합한 tRNA를 구분할 수 있다. 891
? 많은 gram 양성 세균과 고세균은 간접적인 방법으로 Gln-tRNA를 합성한다. 894
? Selenocysteine과 pyrrolysine은 polypeptide의 구성요소이다. 895
19.4 Messenger RNA와 genetic code 896
? Messenger RNA는 ribosome이 단백질을 만들도록 프로그램한다. 896
? 아미노산을 지정하는 mRNA의 3개의 연속적 염기를 codon이라고 부른다. 896
? Poly(U)가 poly(Phe)의 합성을 유도한다는 발견은 genetic code를 해석하는 첫 단계이었다. 898
? 단백질합성은 아미노말단에서 시작하여 카르복실 끝에서 종료된다. 901
? Messenger RNA(mRNA)는 5♧【?3?방향으로 읽혀진다. 903
? Trinucleotide는 특정 aminoacyl-tRNA 분자가 ribosome에 결합하는 것을 촉진시킨다. 903
? 정확한 염기 서열로 합성된 RNA를 이용하여 genetic code가 확인되었다. 904
? 3종의 codon UAA, UAG, UGA는 단백질 번역 종결 신호이다. 906
? Genetic code는 겹치지 않고, 연속적이고, 거의 공통적이고, 매우 중복적이고 명확하다. 906
? Aminoacyl-tRNA의 암호화 특이성은 아미노산이 아니라 tRNA에 의해 결정된다. 908
? 어떤 aminoacyl-tRNA는 codon의 세 번째 위치에서의 와블(wobble) 때문에 하나 이상의 codon과 결합한다. 910
? genetic code의 기원은 수수께끼로 남아 있다. 911
권장 도서 912
제20장 단백질 합성: Ribosome ? 916
20.1 Ribosome 구조 917
? 세균의 ribosome 구조가 원자수준의 해상도로 결정되었다. 917
? 고세균(archaeon)과 진핵세포의 ribosome 구조는 세균 ribosome 구조와 유사하다. 920
20.2 개시(Initiation) 단계 922
? 세균, 진핵세포, 고세균은 자신만의 고유한 번역 개시 경로를 가지고 있다. 922
? 각 세균의 mRNA cistron은 자신만의 개시(start) codon을 가지고 있다. 923
? 세균은 개시 메티오닌(intiator methionine) tRNA와 신장 메티오닌(elongator methionine) tRNA를 가지고 있다. 923
? 30S subunit는 polypeptide 합성의 개시단계에 꼭 필요한 매개체이다. 925
? 개시인자들은 30S와 70S 개시 복합체 형성에 관여한다. 926
? mRNA의 Shine-Dalgarno(SD) 서열은 16S rRNA의 anti-SD 서열과 상호 염기쌍을 이룬다. 928
? Riboswitch는 몇몇 세균의 mRNA의 번역 개시를 조절한다. 931
? 진핵세포의 개시 tRNA는 formyl기가 치환되지 않은 methionine과 결합한다. 931
? 진핵세포의 번역 개시는 scanning 기전을 통하여 진행된다. 932
? 진핵세포는 최소한 12종류의 개시인자를 가지고 있다. 933
? Poly(A) 꼬리는 43S 복합체에 mRNA가 모이는 것을 촉진한다. 937
? 진핵세포의 개시인자 인산화(phosphorylation)는 단백질 합성을 조절한다. 937
? Archaeon의 번역 개시 경로는 진핵세포 경로의 세균경로의 혼합된 형태로 나타난다. 938
20.3 신장(Elongation) 단계 939
? Polypeptide 사슬 신장은 3종류의 신장인자를 요구한다. 939
? 신장 인자는 3단계 순환을 반복하며 작용한다. 939
? EF1A?GTP?aminoacyl-tRNA의 3중체는 ribosome으로 aminoacyl-tRNA를 운반한다. 941
? 16S rRNA의 특정 nucleotide들은 codon-anticodon 상호작용을 인지하는데 필수적이다. 941
? EF1A 3차원 모양은 GTP 결합 주머니의 guanine nucleotide에 따라 달라진다. 943
? EF1B은 GDP-GTP 교환 단백질이다. 945
? Peptidyl transferase 활성은 23S rRNA에 있다. 946
? 융합상태 이동 모델(hybrid-states translocation model)은 ribo-some에서 tRNA 분자가 이동하는 기전을 제공한다. 952
? EF2?GTP은 이동 과정을 촉진한다. 953
20.4 종결(Termination) 단계 955
? 세균은 3종류의 해리인자를 가지고 있다. 955
? Class 1 해리인자인 RF1과 RF2는 anticodon으로 작용하는 tripep-tide와 peptidyl transferase 자리에 결합하는 또 다른 tripeptide를 가지고 있다. 955
? RF3은 ribosome으로부터 RF1과 RF2의 분리를 담당하는 G 단백질이다. 958
? 끝이 잘려 종결 codon이 없는 mRNA를 번역하다 멈춘 ribosome은 tmRNA에 의해서 구조될 수 있다. 959
? 진핵 세포의 미토콘드리아에는 세균과 유사한 해리인자를 가지고 있으나 세포질에는 다른 종류의 해리인자를 가지고 있다. 962
? 돌연변이 tRNA 분자는 reading frame내의 종결 codon을 만드는 돌연변이를 억제한다. 963
20.5 재순환 단계 963
? Ribosome 해리인자는 세균 ribosome 복합체를 해체하기 위하여 필요하다. 963
20.6 신호(signal) 서열 964
? 신호서열은 새로 합성된 단백질을 세포내 특정 장소로 유도하는데 중요한 역할을 한다. 964
권장 도서 967