Buenas. 12.3 en adelante (el resto del cap 12) + cap 5
Me rectifico... primero esta semana es repaso de 12.2.
그니까 12.3 이랑 cap 5 배운다는 거여 안배운다는거여 이번주에
이건 전체 내용 정리해 둔거. 아마 telomerasa 부분 빠져있을 거임
[biologia] Cap. 12-2 Control de la expresion genica en organismo eucariotas 유전자 발현 조절: 세포 핵의 구조와 기
더보기 필수암기 NUCLEO se conforma por - envoltura nuclear: forma parte con el SEM - Cromatina: DNA+ proteina asociado - nucleolo: se ensamblan los ribosomas - nucleoplasma: fase soluble envoltura n..
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이건 문제만 따로 만들어둔건데 11이랑 내용 섞여있음. 유전자 발현
[Biologia] semanal 33 cap 12.2 - 11
Cap 12.2 (498-512) Cap 11 (426-440) cap 11.4 ,6. 7 (440~) 유전자의 새로운 정의 – Sciencetimes 미르(miR) 이야기 앞으로 진행될 이야기들은 적어도 생물학의 영역에서는 최첨단의 주제들이다. RNA와 이를 둘..
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그럼 오늘은 첫번째꺼에서 정리 다 안한거 마저 정리해 봅시당.
세포 핵의 구조와 기능
진핵세포와 원핵세포의 가장 큰 차이점: 핵의 유무
- genoma 의 크기 비교: 진핵세포가 훨씬 큼. bicatenario 이중가닥 DNA 모양이 더 많은 genoma를 가지도록 한당
(Cromosoma lineales : 유사분열mitosis 과정에서 그 구조를 확인 할 수 있당)
- cromatina 크로마틴: 진핵 세포 내에 존재하는 DNA와 단백질의 복합체. 유전자 발현, 복제, 분리, 수복 등 DNA가 관여하는 모든 기능제어에 적극적인 역할을 수행.
ordenar a los genomas en compartimientos dentro del nucleo y la forma en que los grandes genomas son EMPACADOS en complejos de DNA y proteinas cromatinas.
(genoma 게놈을 핵 내 구획으로 정리하고, 많은 양의 게놈이 DNA 와 염색질 단백질[크로마틴] 의 복합체로 포장되는 방식. )
| 진핵생물 | 원핵생물 |
| 크로마틴이라는 염색질 단백질이 게놈을 정리, DNA와 단백질이 복합체로 포장된다! => dna 결합 단백질이 FIJACION 을 확인해야함. necesitan detectar sus sitios preferdos de fijacion en el contexto de un complejo de DNA y proteinas intrincado |
크로마틴을 통해 DNA 포장이 일어나지 않음. => 특정 DNA 와 결합하는 단백질 (RNA 중합효소, represores 나 CRP-cAMP 복합체 등) 의 도움으로 직접적으로 원하는 자리에 부착하는 형태 |
| 더 잘 정리된 형태! - masa amorfa, viscosa de material 결정체 내용물을 가지고, 물질은 끈적한 형태임 - encerrada por una envoltura nuclear 핵막을 통해 닫혀있음 (핵과 세포질을 구분) |
|
| 간기에서 1. 염색체cromosoma: 핵단백질이 섬유fibras가닥같은 형태이며, 핵안에 퍼져있음. 이 핵단백질 nucleoproteinas 을 염색질 CROMATINA 라 부른다 2. 하나이상의 핵소체nucleolos - 규칙적이지 않은 ELECTRODENSO* 구조를 가짐 -광학 현미경으로 관찰했을때 짙은색을 가진다는 뜻! 핵소체의 역활 : -RNA 리보솜 합성 -리보솜을 조립한다 (ensamble!) 3. 핵질nucleoplasma: -핵용질solutos de nucleo 이 녹아있는 상태의 액체!! |
envoltura nuclear 핵막
유전물질과 세포질의 구분은 진핵세포와 원핵세포의 큰 차이점 중 하나: 핵막을 통해! (생물학적 진화)
funcion : Separación del material genético de una célula y el citoplasma circundante 세포의 유전물질과 주변 세포질을 구분함
-2개의 세포막으로 구성, 서로 평행구조를 이룬다 , 10-50나노미터로 나누어져있음
-60개 이상의protenia transmembranosa막관통단백질, 이중 몇몇 개는 외부 핵막membrana nuclear externa과 세포골격의 물질elemento del citoesqueleto을 연결
-핵공poros circulares :contienen ensambles complejos de proteinas를 생성하는 곳에서 바깥 핵막과 안쪽핵막은 서로 융합 (포유류: 1000개정도의 평균 핵공을 가짐)
섬유질 단백질proteina fibrosa 의 역활: 액틴필라멘트나 중간필라멘트 세포골격을 연결시켜서 외부 핵막과 연결함
ex: Nesprin 3
그림을 분석 해봅시당!
액틴 필라멘트: 섬유질 단백질, integral protein 인 NESPRIN 1/2 과 연결됨!
근데 이때 엄 전체단백질 integral protein 은 중간막에 딱 자리잡고 있고... 그 안쪽은 heterocromatina 있는거 보니까 핵안쪽인것같은데... 뭐시여 아 외부핵막이라는게 유전정보가 없는 그냥 세포질만 존재하는 공간을 얘기하는 거였구나 핵막은 2개니까!!
중간 필라멘트: 중간막에 자리하는 NESPRIN 3 과 연결되서 세포안쪽과 세포골격이 있는 citoplasma (외부핵막)을 연결!
그니까 외부핵막 outer nuclear membrane 이라고 얘기해도 그 안쪽에는 세포질 있고 그 다음에 다시 inner nuclear membrane 이 있겠네. 아이거 좀 지구 핵처럼 단계로 나눠놓은 그림 없을까?
응 이게 제일 나은듯
솔직히 아 내가 그릴까 싶다....
저기 핵소체 안쪽이있는부분. 핵안쪽 유전물질 가진부분. 저쪽에 핵질도 같이 존재하고
그다음에 이제 핵공이 내부핵막과 외부핵막을 통과하는 원형구조를 가지고 있음.
핵막구조를 다시한번 봅시당
순서정렬 (안쪽부터) - 핵공 위치는 따로 확인!
염색질heterocromatin< 라미나 amina<내부핵막inner membrane< 중간막공간espacio intermembranosa (이쪽에 전체단백질 존재) < 세포질citoplasma (이쪽에 세포골격 존재) < 외부핵막
+) 핵라미나 추가설명
이질염색질 heterocromatin!
Triton x-100 어디서 봤더랑.
핵막 내부표면superficie interna은 전체 막 단백질proteina integral 을 통해 핵 라미나lamina nuclear 얇은 필라멘트 그물망과 결합 한다.
핵 라미나의 역활:
- 핵막의 구조형성, 유지에 관여하는 섬유구조 네트워크
- 섬유질 단백질proteinas fibrosas이 주변에 자리하는 공간이다
- DNA 복제replicacion와 전사transcripcion에 관여한다
- 10nm 정도의 지름을 가짐
- 라미나lamina라고 불리는 폴리펩타이드로 구성 (세포질에있는 중간필라멘트와 같은 superfamilia의 폴리팹타이드!)
- 핵라미나의 해체desensamble: 라미나의 인산화fosforilacion! - 유사분열동안!
라미나 유전자 변이 (LMNA) :
- 근이영양증distrofia muscular (EDMD2) : 선택적 스플라이싱alternative splicing 에 의해 라민 A/C를 코딩하는 LMNA 유전자의 돌연변이! 근육세포의 핵이 너무 약함!
- 허친슨-길포드 조로 증후군Hutchinson–Gilford progeria syndrome (HGPS) :
세포분열시 핵막 형성에 관여하는 LMNA 유전자의 점돌연변이에 의한 우성 유전질환으로, 비정상적인 세포핵으로 인해 세포 분열능력 자체가 저하된 상태 이렇게 세포분열이 중요합니다 여러분. 이미 늙은 상태로 태어난 것과 마찬가지로, 생후 18개월 무렵에 이미 성장 저하와 함께 특유의 외모를 보이게 되며, 이후 피부에 주름이 생기고 머리가 빠지며 관절염과 시각이상, 심혈관 질환(심장마비ataque cardiaco, 뇌졸증apoplejia) 등 전형적인 노인의 노화과정과 비슷한 증상을 보이게 됨.
표현형fenotipo! - 동일성 돌연변이mutacion sinonima 를 관찰할 수 있다
동의성 돌연변이synonymous mutation:
- 같은 아미노산에서 다른 아미노산을 생산함!
- 단백질서열 아미노산을 암호화
- 암호화(코딩)된 아미노산은 변경되지 않음
- DNA 서열의 변화! (전사에서 DNA 스플라이싱=> 변경된 유전자형genotipo alterado에 의해 짧은 단백질을 생산한다)
- 유전코드의 특징 중 하나 ( 중복성redundancia : 동일한 아미노산에 대한 다중 코돈코드) 에 의해, 주로 코돈의 3번째 위치에서 발생
핵공 복합체; 핵과 세포질 교환에서의 역활
- 핵공: 핵막으로 인한 경계를 가로지르는 문compuerta
| 세포막 | 핵막 |
| MP 원형질막=> macromolecula가 세포질과 세포외공간espacio extrecelular으로 이동하는 것 | RNA와 단백질이 핵과 세포질사이를 왔다갔다하는 활동의 시작점 => 핵 안에서 유전물질이 복제되고, 전사될려면 1. 많은 양의 단백질이 세포질citoplasma에서 합성되어야 함 2. 이후 핵막을 통해 이동transportan mRNA, tRNA, 리보솜 소단위: 핵에서 합성(생산)되고 핵막을 통해 세포질로 이동)방향으로 일어남! empalmosoma 스플라이소솜의 snRNA : 양방향 모두 일어남! (핵에서 합성되고~ 세포질에서 ribonucleoproteina RNP 입자도 조립하고 ~ 이후에 핵안으로 들어가서 mRNA 프로세싱에 참여! ex) 헬라균 cepa HeLa : 10 000 000 리보솜 > 많은 수의 소기관을 조립하려면, 핵은 560 000리보솜 단백질을 importar하고 14 000개의 리보솜 소단위를 1분마다 핵 외부로 배출한다! |
<많은 물질이 핵막을 통과하는 방법>
관찰 방법: 작은 금 입자를 세포에 넣고, 핵막을 통과시키며 전자현미경으로 그 과정을 관찰함
그림 a,b : 입자가 세포질에서 핵으로 한줄로 이동하는 걸 관찰! ( 위치: 가운데에 있는 핵공)
그림 c: 리보솜 소단위같은 것이 핵공중 하나를 짜내는 것 처럼 보인당
금 입자만큼 큰 물질이나 리보솜 소단위체는 핵공을 통과할 수 있다고 가정 할 수있는데, 이는 핵공이 단지 열려져있는 통로라는 걸 의미하지만 실제로 그렇지 않음.
핵공의 모양:
- 8개의 서브유닛이 츄이스티 모양으로 배열되어있당
- 고리를 이루는 서브유닛들에서 각각 세포질 쪽으로 1개, 핵 내부로 1개의 단백질 섬유가 뻗어나온다.
- 핵쪽의 경우, 뻗어나온 단백질 섬유들이 바구니 모양을 형성하고 있음 (농구 골대의 바스켓 부분의 모습을 떠올리장)
- 핵공에는 도넛 모양으로 양쪽이 두 세포질로 돌출된 핵막과 핵질에 걸쳐있는 핵공 복합체 (NPC) 라고 하는 구조로 이루어져있음
핵공 복합체 (NPC)
- 핵막까지 연결되며, 세포질과 핵질에 걸쳐져있음
- 거대초분자Supramolecular enorme 복합체 (리보솜보다 15-30배는 더 큼)
- 8개의 서브유닛으로 이로어져있음simetria octagonal
- 30개의 서로 다른 단백질로 이루어짐, 이를 뉴클레오포린nucleoporina 또는 NPC 단백질이라고 함 (효모levadura, 나 척추동물에게서 흔히 관찰됨)
- 뉴클레오포린이 여러번 포개져있는 구조 (8의 배수형태로~~~)
- 중심 채널 :뉴클레오포린으로 이루어진 고리에 둘러쌓여있음)
- 이 고리는 지름의 크기를 20-40nm로 조절하는 역활을 함 (NO ES UNA ESTRUCTURA ESTATICA! 고정된 구조가 아님)
- 뉴클레오포린의 역학적 교환: NPC와 연관된 염색질cromatina 의 전사활성에 관여할 수 있음
FG 도메인dominio
- 뉴클레오포린 단백질의 소단위!
- 단백질 서열중에 페닐알라닌fenilalanina 과 글리세린glicerina (FG)아미노산을 많이 함유함!
- 이런 FG 의 반복된 서열은 도메인 FG 라는 곳에 서로 모이게 됨!
- FG 아미노산은 뭔가 좀 신기한 조합인가봄 얘네가 모인다고...? 웅성웅성 그래서 구조가 엉망estructura desordenada이 됨. 근데 오히려 조아 왜냐면 1.멀리 확산되어야 되고 2. 플렉시블~~~유연~~해야되니깐~~~ 이런 특징 덕분에 더 완벽한 구조가 된다~~
- FG 섬유형filamentosos 도메인
- NPC 관conducto을 감싸고 중심까지 확장된다~~
- 소수성 그물망malla 형성, 40 000 Da 이상의 거대분자macromoleculas의 확산을 막음!!
NLS 서열!
- 1982년 Robert Laskey과 발견
- 양서류 난모세포ovocito de anfibio핵에 가장 많은 단백질 중 하나인 핵플라스민nucleoplasmina 에게서 발견
- 카르복실기 말단C-terminal 과 가까운 아미노산 조각이 핵 내부 수송 신호senal de localizacion nuclear, NLS을 의미하는 서열을 가진다는 것을 발견!
- 핵공을 통해 핵 안으로 들어가도록 하는 서열
- 양전하 아미노산 한개나 두 부분을 가지는 NLS 가 가장 잘 연구되어있음 :
ex) Pro - Lys - Lys - Lys - Arg - Lys - Val
=> SV40 바이러스에 의해 암호화 된 T 항원antigeno이 가지는 핵내부 신호!
=> 이 중 무극성no polar 이 염기아미노산으로 바뀌면 : 핵 안으로 들어갈 수 없당 ->하나의 아미노산이 신호로 작용하는 경우임 (보통은 두 파트fragmento 로나눠진다고,,,)
=> 이 NLS가 핵 외부 단백질과 결합 하면 (ex. 혈청 알부민Albumina serica) , 변화한 단백질이 핵 안으로 들어감!
다른단백질이 특정한 소기관(미토콘드리아나~ 퍼오시즘 같은애들)으로 이동할때 랑 비슷하다고 함. 특정한 위치로 이동하기 위해 단백질이 특별한 주소를 가지는 메커니즘! 와 이거 잘 기억이 안난다 막 그림그리면서~~했던건 대충 기억나는데...ㅋㅋㅋㅋ 표적화! 잊지말장
(a) NLS 신호를 가진 단백질이 importin α/β 수용체와 결합 (step 1)
세포질 섬유를 달고있는 복합체를 형성한다 (step 2).
복합체가 핵공으로 이동 (step 3) 한 후, 핵질nucleoplasm에서 Ran- GTP 와 작용하고 떨어져나감 (step 4).
importin β 소단위가 Ran-GTP와 결합하면, Ran-GTP이 가수분해hydrolyzed되어 =(Ran- GDP) 다시 세포질로 돌아간다 (step 5).
Ran-GDP는 이후 다시 핵안으로 이동되고, 다시 Ran-GTP로 변환된당. 반대로, importin α 는 세포질로 돌아간다
세포질-> 핵 (importina 과정!)
a. NLS 신호를 가진 단백질이 importina α/β수용체와 결합한당
b. 이 수용체가 단백질을 세포질 섬유filamento citoplasmatico 에 고정되어있는 핵 외부 표면으로 친절하게 데려다주고
c. 수용체- 단백질 복합체가 FG도메인(+핵공의 단백질!!)과의 작용을 통해, 핵공 이용해서 이동
NPC를 통해 이동한 단백질은 Ran-GTP과 결합함 ( Ran 단백질 머였지? 핵안으로 이동된 단백질을 외부로 방출시키는 녀석) - 농도 차 알기!
d. 수용체-전하 복합체가 핵에 도착하면, Ran-GTP 분자가 어이쿠 받고~ 그럼 복합체랑 Ran-GTP 는 결합하는데 문제는 나머지 것들은 해체되는구낭... 하나 결합시키려다 다른건 다 해체시켜버리네
이게 Ran-GTP의 핵 농도를 높게 만듦! (세포질의 복합체는 다 해체되버리니께.)
e. Carga importina는 핵질nucleoplasma에 배출되고, NLS 수용체의 일부 ( Importina β 소단위) 는 Ran-GTP랑 같이 세포질로 다시 방출됨. importina α는 EXPORTINA의 도움으로 다시 세포질로 이동
| Importina - 세포질의 거대분자를 핵안으로! - NLS 신호를 가지고, 이는 세포질에있는 importina α/β 수용체와 결합 (용해성soluble, 이종이량체 heterodimero) - ex) 핵플라스민 - 이동 과정: a. NLS 신호를 가진 단백질이 importina α/β수용체와 결합한당 b. 이 수용체가 단백질을 세포질 섬유filamento citoplasmatico 에 고정되어있는 핵 외부 표면으로 친절하게 데려다 주기까지 하네ㅠㅠㅠ 매너남ㅠㅠㅠ 아 근데 이 세포질 섬유는 핵공복합체 고리 바깥까지 연결돼있음 몇몇 입자가 이 필라멘트에 결합한 걸 볼수 있는데, 이게 핵공복합체를 통해 이동한 것들이고, 얘네 다 전부 NLS 신호가졌던 핵단백질이라는 거 c. 수용체- 단백질 복합체가 FG도메인(+핵공의 단백질!!)과의 작용을 통해, 핵공 이용해서 이동 NPC를 통해 이동한 단백질은 Ran-GTP과 결합함 ( Ran 단백질 머였지? 핵안으로 이동된 단백질을 외부로 방출시키는 녀석) 얘도 Sar1 나 EF-TU 처럼 GTP랑 결합하는데, 얘의 역활은 핵안이나 세포질로 들어온 단백질 이동을 정리해 주는 거임. 세포 핵안: 많은 Ran- GTP 세포질: 매우 적은 Ran -GTP 이 때, 핵막의 높은 Ran-GTP 농도는 RCC1 같은 단백질에 따라 바뀌게 되는 것! 얘 왠지 오래 볼 아이같다 MARK해둬야징 RCC1같은게 핵에 갇히면 ㅠㅠ얘두라 나 꺼내죠 안그럼 나 Ran-GDP 얘 확그냥 GTP로 바꿔논다??어??나 미치는 거 보고싶어?? 이러는데 결국 바꿔버림. 핵안에 있는 GDP들을 모조리 GTP로 바꿔버리는데 오죽하겠냐 다른 얘는 Ran GAP1는 얘는 세포질에 사는 녀석. 얘는 RCC1랑 반대. 세포질의 농도는 어떻냐? GTP 농도가 매우 낮지? 그말은 즉 GDP 상태로 가수분해된 GTP (=GDP) 만 잔뜩 있다는 것. 이런 GTP의 농도 차 (핵안은 농도높고 세포질은 농도가 낮음) 는 ATPasa 같은 에너지원 없는 단순확산!을 도움!! 만약 작은 분자라면! 그냥 단순확산을 통해 자유롭게 드나들 수 있지만 단백질이나 RNA라면? 마구 들락날락하면 안 되자나 그래서 얘네는 에너지를 사용해서 능동수송transporte activo한다 이게 Ran-GTP의 핵 농도를 높게 만듦! 세포질의 복합체는 다 해체되버리니께. e. Carga importina는 핵질nucleoplasma에 배출되고, NLS 수용체의 일부 ( Importina β 소단위) 는 Ran-GTP랑 같이 세포질로 다시 방출됨. 이때 Importina β 소단위의 Ran-GTP 는 가수분해되서 GDP를 배출함. Ran-GTP 핵으로 돌아오고, 다시 GTP 상태가 되고 활동할수 있게 됨! ^.& 그럼 importina α는? EXPORTINA의 도움으로 다시 세포질로 이동하징 Exportina - 핵안의 거대분자를 세포질로! - 핵에서 나온 단백질은 NLS 서열을 가진다 - 수송 수용체transport receptor 가 영차영차해서 핵막에서 세포질까지 모셔다 줌 |
Ran-GTP의 역활
- 거대분자의 수송에서 쨋든 졸라 중요함
- 기본적으로! 핵에 갇혀confined있다!
- importina 복합체를 해체시켜서 exportacion 복합체와 조립하게 함
RNA 이동
- 핵에서 이동하는 대부분의 거대분자는 대부분 RNA 종류임
- mRNA, rRNA, snoRNA, miRNA, tRNA 는 핵에서 합성되자나 근데 얘네는 합성 끝나면 어디가지? 꿈을 펼치러 세포질로 이동하거나 아 나 아직 수정될거 남았어ㅠㅠㅠ하는 애들도 일단 여기에서 있고 아니면 난 그래도 내 고향인 핵에서 열심히 내 역활을 다해볼게..! 하는 애들도 있고 목표는 다양하지만 일단 세포질로 가고 본다.
- 리보뉴클레오프로테인RNP 형태로 NPC를 통과하게됨.
- mRNP 복합체가 핵공을 통해 이동하려면 이를 돕는 수송수용체가 필요
핵에서 mRNP가 세포질로 이동하려면, 엄청난 리모델링이 필요함. 야 니가 이정도로 험난한 세포질까지 갈수 있을거 같아? 세포질은 말이야 어? 여기처럼 GTP가 많지도 않아요 다 가수분해 시켜버린다니까??
몇몇단백질이 mRNA 에서 떨어져 나가기도 하고... 몇몇은 복합체에 오히려 더해주기도하고.. 이런 작용이 뭐랑 연관이 있다? pre-mRNA 스플라이싱이랑 연관이 있다~
성숙한 mRNA (전구체는 노노함) 만 핵 바깥으로 방출될 수 있음. 쟤 봐봐 어이구 저거 아직 프로세싱도 제대로 안된게 저래가지고 대학 아니 세포질은 제대로가겠냐?
저 봐봐 저기 빠꾸맞은 쟤 스플라이싱도 제대로 안되니까 어? 저렇게 빠꾸맞고 핵에서 쳐 울고 앉아있잖여. 감독관이 그 인트론 머시기 다 빠져나간거 맞는지 확인 다 한다니께?
염색체cromosoma 와 염색질cromatina (원서 493P)
염색체Chromosomes는 유사분열이 시작하면 갑툭튀했다 분열 끝나면 뿅! 하고 사라진당.
이런 염색체의 깜짝쇼appearance and disappearance는 초기 세포학자early cytologists 들의 고민거리였음
유사분열을 하지 않는 세포의 염색체는 기본적인 성질이 뭘까?What is the nature of the chromosome in the nonmitotic cell?
게놈 패키징Empaquetamiento del genoma
- 사람 세포 의 염기쌍 수 : 64억개 6 400 millones
=>64억개의 DNA 염기쌍이 46개의 염색체로 나눠짐 (이배수체diploide 염색체의 수에서. 이배수체 기억나지? 쉽게말해서 염색체를 짝지을 수 있는거임 침팬지는 몇개다? 48개다~ 인간과 침팬지를 교배시킨다면 따라서 47개의 염색체를 가지다던데 이게 홀배수체로 될지 세배수체가 될지는 잘 모르겠당. 근데 일단 엄 말벌이 이배수체를 만족하지 않는걸로 유명한 아이임. 세배수체였나 아마)
- 각 염색체는 연속적인 DNA 분자를 같는데, 그 중 가장 큰 염색체는 더 많은 양의 DNA를 가진다
- 인간 염색체 중 가장 큰 염색체: 3억개 300 milllones 의 염기쌍을 가짐!
- 각 염기쌍의 길이가 각 0.34nm임을 가정하면 (아마 그 DNA 길이에서 염색쌍 끼리의 거리가 이거 아님?) , 30억개의 염기쌍은 길이가 10cm 까지 늘어난 염색체 하나를 가지는 DNA 분자를 구성한다
=> 구게 어더케 카능해?
- 기능: 외우고 또 외우자...
1. 46개의 염색체를 10μm (마이크로미터!) 지름의 핵에 맞추면서 ( 1x10^-5 m가 10마이크로미터란다)
2. DNA가 효소나 조절 단백질proteina reguladora 얘네 작년 시험에 나왔던데 어떤 녀석들이 여기 속하는지 나중에 알아보장. 들이 접근할 수 있는 상태가 될 수 있도록 한당!
- 메커니즘: DNA 패키징의 핵심은 히스톤histona임.
핵의 지름: 10μm
이 안에 패키징된 DNA분자, 합쳐서 길이 200 000 배 더 큰걸 가지고 있단다.
뉴클레아솜 조립의 가장 중요한 부분: 응축!
가까운 뉴클레오타이드 끼리의 거리: 0.34nm (ㅇㅇ 염색쌍끼리 거리),
10nm의 뉴클레오솜의 (200개 염기쌍): 완전히 펼치면 70nm임.
=> DNA 패키징 비율tasa de empaquetamiento
7:1
뉴클레오솜nucleosoma
- 염색체의 가장 작은 단위
- 염색체: DNA와 기타 단백질들cromatina, 염색질! 로 구성됨
Roger Kormberg아저씨는 뉴클레아제 연구결과(히스톤 파트 참고!) 를 바탕으로 염색질의 구조를 새롭게 구축함
- DNA와 히스톤은 뉴클레오솜 소단위의 반복으로 이루어져있다!
- 중심입자particula central를 가지며, 이는 146개의 염기쌍으로 DNA가 디스크모양으로 거의 2번이상 감겨있는 8개의 히스톤 복합체가 슈퍼코일superenrollado 된 모양이다!
- 핵의 각 뉴클레오좀은 2개의 히스톤이 쌍으로 존재함 (각각 H2A, H2B, H3, H4 두개씩). 이건 8량체octamero로 이루어져있당.
- H1: 연결히스톤histona conectora, 뉴클레오솜 중심입자에서 멀리 떨어져있는 불쌍한 녀석임. 얘는 DNA 연결체와 결합해서 중심입자와 따로 연결시키는데 그니까 다른 뉴클레오솜이랑 연결시켜준다는 얘기임.
-> H1는 팔량체랑 168개의 염기쌍으로 상호작용한다.
-> 형광으로 관찰할때 H1 분자는 염색질에서 떨어졌다가 다시 결합하고 오락가락한다고.
-> 용액solucion의 낮은 이온 강도soluciones de fuerza iónica baja에 따라 섬유염색질에서 떨어져 나갈 수도 있음
-> 전자현미경으로 염색질에서 떨어져나간 H1를 관찰해 봤더니 뉴클레오솜 중심입자랑 히스톤 없는 DNA naked연결체도 따로 떨어져 있는걸 볼 수 있음. "목걸이 구슬cuentas de un collar" 처럼 생겼다고 함. 그래 야 이건 비슷하긴 하네
- 중심입자를 X선 크리스탈로그레피cristalografia,결정학 로 관찰하면 DNA 패키징에 대해 자세히 관찰 할 수 있음
=> 중심입자: 한 뉴클레오솜 당 8개의 히스톤으로 이루어져있으며 4개의 이량체로 존재함 (쌍을 이룸 4x2= 8), H2A-H2B 이량체 2개, H3-H4 이량체 2개! 이런 이량체화를 담당하는게 누구다? α나선의 한부분인 C 말단 도메인이다~뉴클레오솜 중심에 응축된 형태로 접혀plegada있음
=> 반대로 각 중심 히스톤의 아미노 말단 부분이랑 H2A 히스톤의 C말단 일부분은 유연하고 길다란 꼬리모양임. 이 꼬리는 중심입자를 빙빙도는 DNA나선이랑 연결된당.
=> 히스톤은 비활성inerte구조가 아님! => ex. 늘어져있는 아미노 말단부분: 기본적 효소 몇개가 염색질이 특정 단백질에게 접근 가능하도록 한다.
히스톤histona
- Arginina 랑 lisina (염기 아미노산) 을 많이 가지는 작은 단백질!
- 이 두 염기단백질과의 연관성에 따라 5개의 종류로 나뉜다
- 히스톤의 아미노산 서열은 (H3이랑 H4 가 더 특징적인데) 진화과정중 변화를 그닥,,, 겪지 않음. 뭔 일 일어났어요? 네? 지금 21세기라구요???
=> H4 같은 경우에는 완두콩guisante 이던 소vaca 던 102개의 아미노산을 가지고, 서열도 아미노산 잔기residuo두 개 정도밖에 안바뀜
=> 와... 히스톤은 참... 잘 보존된 시스템conservada 구나? 그 이유는?
모든 올거니즘organism,유기체 의 특징이기도 한데 히스톤과 DNA 분자 골격의 상호작용때문임. 히스톤의 거의 모든 아미노산이 다른 분자 (DNA, 다른 히스톤)과 상호작용하는것도 이유 중 하나. 이게 뭔 말이냐면, 막 염기쌍같은 경우에는 막 이거바뀌고 저거바뀌고 이러면 막 정보 바뀌고 암생기고 제대로 코딩도 안되고 어쩌구저쩌구 말이 많아서 BER 같은 녀석들이 손수 고쳐주기까지 했었자나, 그래도 안하면 야 너 쓸모 없는새끼 자살이나 해라 이래서 카스카제 불러오고. 근데 얘는 바뀌든 말든~ 별상관이 없다~ 니 상호작용 안한다고? 허참 내가 상호작용할 얘가 없어서 안하는 줄 아나 그럼 다른 얘랑 상호작용 하지 머~ 싫음 말구~ 이래서 뭐 다른 히스톤으로 바뀌든 말든~ 단백질의 기능 자체에는 전~~~혀 연관이 없다는 말임. 호환성compatible이 좋단 말이네.
- 히스톤의 기능: 1970년즈음에 발견한 사실인데 염색질이 아무 뉴클레아제nucleasa,핵산의 분해에 관여하는 모든 가수분해효소의 총칭. 와 같이 작용하게 되면, DNA 대부분은 200개의 염기쌍을 가지는 조각으로 변한다는 것.
- 반면, 만약 DNA naked (히스톤이 제거된 DNA, 또는 단백질이 없는 DNA) 를 똑같이 뉴클레아제와 반응시키면, 염색질과는 다르게 각 조각의 염기쌍 수가 매우 다른 DNA 조각으로 나뉜다는 것!
=> 이 발견이 말하는 것? :
* DNA 염색체는 몇 부위를 제외하고선 효소작용에 보호되어 있음. 그리고 이런 보호작용을 하는 친구가 바로 DNA 주변단백질, 다시말해 히스톤이다!
-히스톤의 수정modificacion:
- 뉴클레오솜의 특징적 변화
- 4개의 기본적convencionales중심 히스톤과 H2A, H3 히스톤의 합성을 통한 다양한 변화가 세포 내에서 일어남.
- 이런 히스톤의 다양성이 중요한 이유: 특정적인 기능을 가짐.
| 여러가지 종류로 변화된 히스톤과 그 역활 | |||
| Variante | 위치 | 기능 | |
| CENP-A | centromeros 중심체 | ||
| H2A.X | 염색질에 퍼져있음 | -뉴클레오솜에 있던 H2A 히스톤을 대체하는 녀석 -DNA가 손상된 자리를 인산화하고, 손상된 걸 고치는 효소들을 불러오는 역활도 해준당 ! |
|
| H2A.Z / H3.3 | 여러가지 활동에 참여 - 전사 (역활은 아직 모름) |
||
염색질cromatina
- 역학적dynamic 세포의 구성요소: 히스톤, 몇몇 조절regularadora 단백질, 다양한 효소가 핵단백질 복합체를 들어갔다~~ 나갔다 할 수 있다!
- 이러한 역학적인 염색질cromatina의 구조는 DNA의 전사transcripcion,응축compactacion, 복제replicacion, 재조합recombinacion, 수정reparacion 같은 복잡한 활동을 가능하게 하는 중요한 부분이다!
염색질 고차구조 Higher Levels :
- 염색질이 핵에서 나온 이후 생리학적 이온농도에 존재할때, 염색질 주변 30nm 두께의 섬유가 주변에서 발견된다.
- 핵 필라맨트를 감기는 정도에 따라, (하나의 섬유를 더 굵게) 섬유안의 뉴클레오솜의 위치가 변화!
- "지그재그모양" : DNA 에 따라 뉴클레오솜이 서로 다른 위치에 존재하고 변화한 뉴클레오솜이 옆에있는 것과 상호작용해서 변화시킴
30nm 섬유 조립: 패키징을 6배 더 증가시키고, DNA 기준 40배 더 패키징시킨다.
30nm 섬유의 유지mantenimiento : 히스톤, 또는, 옆에 있는 뉴클레오솜의 상호작용에 따라 변화!
연결 히스톤, 핵 히스톤 : 염색질에 따른 패키징에 관여
-> 만약에 H1 연결 히스톤이 응축된 염색질에서 나오면, 30nm 섬유가 풀리desenrolla면서 더 얇고 더 확장된 형태를 형성
-> H1 히스톤을 다시 더해주면, 다시 새로운 구조를 형성: 고차섬유! higher-order structure
- 중심 히스톤의 꼬리:
- 유연함 flexible
- 길이가 길다
- 가까운 뉴클레오솜과 상호작용하는데 쓰임
ex) 뉴클레오솜 중심입자의 H4 히스톤 N-말단 꼬리(아미노amino): DNA 커넥터conector, H2A/H2B 이량체의 외부에 도달하여 완전히 밀착 가능
=> 뉴클레오솜의 필라멘트의 접힘plegamiento : 섬유를 엄청 굵게 만듬
=> 히스톤 H4 염색질이 꼬리가 없으면 : 고차섬유higher-order fibers로 접힘 될 수 없음ㅠㅠ
- 다른 단계의 DNA 패키징: 30nm의 염색질 필라멘트가 대형으로 슈퍼코일된 루프asas 1줄/ 더 두꺼운 (80-100nm) 도메인 섬유로 압축됨
*디엔에이~~~루프가 시발~~~~ㅁ뭐더라~~~~ 스페인어로는 일단 아사 되시겠구요 3차구조 도메인에서 연결되는 그 고리부분 아닌가요 단백질 구조 안배운지 오래되서 시발모르겠네요
DNA 고리asas (염색질 섬유 고리asas) :
- 염기, 잘 정리되지 않은 핵 스캐폴드andamiaje 부분을 형성하는 단백질과 결합
- 핵 내부에 퍼져diseminan있음 (대부분 관찰불가)
- 특정 상황에서 눈으로 확인가능 ex) 떨어져있는 유사분열 염색체를 히스톤을 빼내는 반응물과 반응시키면=> 히스톤 제거된 DNA naked 가 (스캐폴드 단백질 고리처럼) 바깥으로 확장됨 => 안돼!! 루프 유지시켜야한단말이야!!! 코헤신 불러!!
코헤신:
-DNA 루프유지의 핵심
- 복제된 DNA분자결합을 유지시킴!
유사분열 염색체: 염색질 패키징의 마지막 단계를 나타낸다
1µm 길이의 유사분열 염색체= 1cm DNA
TASA DE EMPAQUETAMIENTO 10 000: 1임!
조오금 생각을 해볼까요 10 000:1 라는 소리는 1cm 가 10^4 마이크로미터랑 같다는 소린가보다 그럼 30마이크로미터는? 이론대로면 30^5(= 30cm) 가 되어야됨 한번 봅시당
네 마즘.
여튼 이런 어마무시한 응축!! 무려 10^-4 길이로 응축되는 이 기술은 어...논의되고 잇다네요 ㅅㅂ궁금했는데
여튼 염색질 조직이랑 뉴클레오솜 필라멘트에서 유사분열 염색체까지의 어쩌구 이런것들을 한번 봅시당
heterocromatina/ eucromatina 이질염색질, 유염색질
- 유사분열 끝난 염색질: 다시 퍼져difusa있는 간기상태로 돌아감
- 이질염색질heterocromatina :(10% 의 염색질은 세포주기 끝나고도 응축된 상태가 유지될 수도 있음. 핵 주변에 모여있고 핵층에 가까울수도 있슴)
- 유염색질eucromatina: 90%, 다시 간기상태로 돌아가는 녀석. 알다시피 퍼져있는상태.
삼중수소[H^3] 방사능 우리딘으로 표지한 전구체 RNA 를 열심히~~ 세포배양해가지고 고정시키고 자르고 자기방사선autorradiografia으로 촬영someten하면:
- 이질염색체 덩어리는 안보임 => 전사활동 거의 안한다는 뜻
=> 결론: 핵 주변에 전사억제reprimen를 촉진하는 요소가 있당!! 우와 그럼 이질염색질이 자리잡기에도 엄청 좋겠넹~~?
이질염색체heterocromatina:
- 10%의 염색질에 해당하는, 세포주기동안 항상 응축되는 녀석
- 2가지로 나뉜당
| heterocromatina constitutiva | heterocromatina facultativa |
| - 모든 시기동안 염색질이 응축된상태를 유지 - DNA 전사 ㄴㄴ 그딴걸 왜해 - 포유류에서는 텔로미어 옆부분flanquea/ 각 염색체의 중심체centromero/ 다른 근소escasos 한 지역 (근소한 지역이란... - Y 염색체 팔 말단distal 부분) EFECTO DE POSICION 위치효과 - 이 이질염색체는 DNA SECUENCIAS repetidas로 존재함! - 어느지점까지는 적은 유전자만 가짐 => 일반적인 상태에선 유전자가 활성화된상태, transposicion이나 trnslocacion 일어나면 그 부분 옆까지 움직여가지고 비활성화시킴 EFECTO DE FRONTERA - 이질염색체는 어느정도 거리에 있는 거에 영향을 주고 주변 유전자에 영향을 주는 구성요소를 가짐 - 이질염색체 확산diseminacion : 특정한 서열에의해 막힘! 이게 국경같은 역활을 해주는 거시다 - 이질염색체는 secuencia repetitivas homologas 끼리의 유전자 재조합recombinacion genetica 도 막아주고~~ (재조합은 DNA 복제duplicacion, 이나 deleción삭제도 일어남!) |
-염색질이 어떤 조직/ 다른 종류의 세포의 주기단계에서 비활성화 되는것! - 표유류중에 암컷, 수컷을 비교하면 발견가능! 남성: Y염색체 (크기 더작고) X염색체 (크기더큼) => 공통 유전자가 적음, 유전자 복제가 하나밖에 없고 성염색체가 가지고 있음 여성: X 염색체 2개, 하나만 전사적으로 활성화 된 상태! 다른하나는 이질염색체 덩어리처럼 응축된 상태임 => 바소체corpusculo de Barr! 바소체: - 전사적으로 비활성화된 여성의 X염색체 - 덩어리처럼 응축된 상태 - 이게 여자랑 남자 활성화된 X염색체 개수를 같도록함 => 유전자에 의해 암호화되는 합성물질의 양도 같음, 이는 모두 X염색체에 존재! |
세포생물학1 기말 범위 정리 -12장-
Molecular Biology of the Cell 12장 Intracellular Compartments and Protein Sorting 12장의 큰 ...
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X 유전자의 비활성화 정리:
- Mary Lyon이 세운거
- 하다하다 이젠 쥐털 유전까지...별걸 다했다...
1. X염색체의 이질염색체화 (당연히 여자, 표유류) : 엠브리온 생성되는 초기단계에서 발생, 해당 염색체 유전자의 비활성화!
2. 무작위로 일어나는 과정이며, X 염색체가 남자에서 온거든 여자에서 온거든 상관없이 정해진 세포에서 같은 확률로 비활성화 된당. 참 세포는 공정하구낭
- 부계 X 염색체: 엠브리온 세포 안에서 비활성화
- 모계 X염색체: 주변 세포를 비활성화함
=> 비활성화 되면 세포분열에 이질염색체 상태를 알려주고... 야 얘기들었어? X염색체 비활성화 됐다며! 그럼 이제 그 세포의 모든 후손들도 전부 비활성화 되는거임.
+) 쥐 모계 엠브리온ES을 세포분화diferenciacion동안 연구했더니 아! 초기배아세포에서 나오면 2개의 활성화된 X 염색체를 가지는 구낭.... 아 그럼 이쯤에서 이질염색체화도 일어나겠구만 이케 된거임.
3. 이질염색체화된 X염색체의 재활성:
- 언제? : 감수분열meiosis 시작 전
- 어디서? : 여성생식세포celulas germinales에서!
- 결과적으로? : 난자형성ovogénesis 동안 모든 생식세포gameto 가 X 염색체의 유염색체를 가지게 된당.
oogenesis (난자형성, gametogenesis)
oogenesis 난자형성 https://www.youtube.com/watch?v=Y6s3obXg8Gs 난자형성 - KMLE obstetric part...
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난자형성을 세포분열 기간에따라 정리한 내용! 세포분열진짜 복습 지대로 하자...
히스톤 코드, 이질염색체 형성The Histone Code and Formation of Heterochromatin
히스톤코드codigo de las histonas:
- 일정 부위의 염색질 활성상태가 그 부위 히스톤 꼬리와의 특정 변형이나, 조합combinacion에 의해 일어난다
- 중심 히스톤의 꼬리장식: 한 뉴클레오솜 고유의 암호화된 정보를 가짐
- 히스톤 꼬리가 염색질의 구조/기능에 영향을 미친다
- 2가지 종류로 영향을 미침!
1. 변형된 잔기residuos : 히스톤이 아닌! 특정 단백질을 모으기 위한 추가부위! => 이게 그 부분의 세포질의 특성/활동을 결정함!
=> 히스톤과 결합한 단백질: 활동/구조적인 면에서 염색질 조절가능
2. 변형된 잔기: 히스톤꼬리와 가까운 뉴클레오솜/ 뉴클레오솜과 연결된 DNA랑 상호작용함! =>염색질 고차 구조의 변화
ex) 16자리에 위치한 H4 히스톤 리신lisina 잔기의 아세틸화: H2A 히스톤 (가까운 뉴클레오솜) 과의 상호작용을 막음=> 30nm 염색질 섬유 응축 형성을 막는다!
이게 뭔말이냐면...고차섬유가 30nm 염색질이 형성되는걸 말하는 거자나.
근데 만약에 이렇게 히스톤의 아미노산 잔기를 변형시켜버리면! 그런 고차구조가 형성되는거를 막아 버리는거지.
+) DNA (염색질) 고차구조 부가설명!
DNA분자의 3차원적 입체구조. DNA의 뉴클레오티드배열을 1차구조라고 한다. 이에 대해 구성 각 원자의 공간적 상대위치를 문제로 할 때, 그 구조를 고차구조라고 한다. DNA의 분자는 많은 증거에서, 상온에서 중성의 수용액 내에서는 2중나선 구조를 하는 것으로 생각된다. 이것은 통상 B형이라는 형태로, 나선의 1피치에 10뉴클레오티드잔기를 포함하며, 염기쌍이 나선축에 거의 수직이고, 이것이 중앙의 나선축을 따라 쌓여 겹친 형태이다.
What is higher-order chromatin structure?
DNA 가 1차2차3차4차 어쩌구 구조 있는게 어렴풋이 기억나는데 고차구조라는게 거서 온거임?
아님 걍 DNA분자만 따로 보고 저렇게 분류한게 DNA고차구조라는 건가.
여하튼 3차원에서 뉴클레오솜모은걸 구조화한거라는 거냐. 나지금 뉴클레오솜이랑 염색질개념도 헷갈림 으악
여튼 이런 고차구조가 dna 응축이 일어나는 세포분열에서 가장 오비어스하다는거 아녀. 그게 10.000-20.000로 접힌거고. 아마 그런듯. 근데 나 집에가고싶다. 보내주세요.
아그래. 염색체의 가장 작은 단위가 뉴클레오솜이고
염색질은 DNA랑 같이 염색체를 이루는 단백질들을 말하는 거였징.
히스톤 변형, 히스톤 코드Histone modifications and the histone code
The amino terminal tails from histone proteins that extend out past the DNA in nucleosomes can be enzymatically modified by the covalent addition of methyl, acetyl, and phosphate groups.
히스톤단백질의 아미노 말단꼬리:
- 뉴클레오솜 DNA 너머로 확장됨
- 메틸, 아세틸, 인산기methyl, acetyl, and phosphate group 공유추가covalent addition : 효소작용을 일으켜서 히스톤을 변형시킨다!
| 메틸기 Methyl group | lysine (K) or arginine (R) residues 라이신, 아르기닌 잔기! |
|
Methyl groups are added to either lysine (K) or arginine (R) residues, acetyl groups to lysine residues, and phosphate groups to serine (S) residues. The small protein ubiquitin can be added to one of the lysine residues in the core (rather than the tail) of H2A and H2B. Each lysine residue can have one, two, or three added methyl groups, and each arginine residue can have one or two added methyl groups. These modifications affect the affinity of the histone for interacting proteins that control the transcriptional activity of chromatin, which has led to the concept of a histone code. It is widely found that acetylation of lysines leads to transcriptional activation. The effects of methylation depend strongly on which of these residues is modified. For example, methylation of lysine 9 of histone H3 (i.e., H3K9) is typically present in heterochromatin and associated with transcriptional repression, as discussed in the text. Methylation of H3K27 and H4K20 is also strongly associated with transcriptional repression, whereas methylation of H3K4 and H3K36 is associated with transcriptional activation. Just as there are enzymes that catalyze each of these modifications, there are also enzymes (deacetylases, demethylases, phosphatases, and deubiquitinases) that specifically remove them
지금 잘 모르는 개념/ 문제풀이 할때 헷갈린 개념 정리
1. 염색질 응축?
- 염색질이 가장적게 응축된 구조는?
- 가장 응축된것을 뭐라고 하는가?
- dominio en asas 고리 도메인이란?
- 유사분열 염색질의 패키징 비율= 10000 : 1 ?
- 솔레노이드 원통형구조는? (더 적게 쓰이는데 그 이유는?
2. 전사를 막는 메틸화...?
- H3K36
- H3K9
- H3K27
- H4K20
3. 리신이 부족한 단백질은....? 이게 뭘 의미하더라
=> 내기억으로는 고차구조에서 16번째 리신이 빠지면 (posicionamiento) 구조 변형이 일어난다고 기억
이게 그 염색질에 아미노산 잔기가 어떻게 관여햐는지 뭐 그 예시아니었나 지금생각해보니 좀 앞에 나왔던 것 같기도
4. 뉴클레오솜 구조?
- 각 뉴클레오솜은 슈퍼코일된 dna와 그 주변에 8개의 히스톤을 helicoidal 나선 복합체로 가지...나?
- H1의 역활? h1 는 연결 히스톤 아님? 30nm이랑도 관련 있었던거 같은데
- 뉴클레오솜의 존제가 DNAASA를 통한 염색체 소화digestion을 막나...? 이게 뭔말임
- 168 염기~~~ 개념 잡고가시죠
5. 도메인 FG
- 얘가 뭐였는지 기억이 잘...
- NES랑의 관계
- Ran GAP1는 또 뭐여
- NLS 신호와 mRNA?
6. 변형된 histon. variante
암기!!!
7. efecto de posicion 개념정리
-translocacion, trnasposicion?
- 이질 염색질화?
8.
- disminucion
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