유기체의 완전한 DNA 세트 인 게놈은 정적 뉴클레오티드 스트링이 아니다. 오히려, 그것은 끊임없이 접고, 반복 및 재 배열되는 매우 역동적 인 구조입니다. 게놈의 3D 구조에서 이러한 변화는 유전자가 어떻게 발현되는지에 큰 영향을 줄 수 있습니다.
DNA 구조 및 유전자 발현
DNA 이중 나선은 2 개의 가닥의 뉴클레오티드로 구성되며, 각각은 당 분자, 포스페이트 분자 및 4 개의 질소 염기 중 하나 인 아데닌 (A), 흉선 (T), 시토신 (C) 및 구아닌 (G)으로 구성됩니다. DNA 가닥을 따라 이들 염기의 서열은 부모에서 자손으로 전달되는 유전자 정보를 암호화한다. 유전자는 모든 생물의 빌딩 블록 인 단백질을 코딩하는 DNA의 특정 영역입니다.
DNA의 구조는 유전자 발현에 필수적이다. DNA 이중 나선은 세포의 단백질 만들기 기계에 의해 유전자를 읽기 위해서는 두 개의 단일 가닥으로 분리되어야한다. 이 과정을 전사라고합니다. 이어서, 단일 가닥 DNA는 메신저 RNA (mRNA) 분자를 합성하기위한 주형으로 사용되며, 이는 유전자 정보를 리보솜으로 전달하는 단백질로 번역된다.
게놈의 3D 구조
DNA 이중 나선은 세포에서 분리되어 존재하지 않습니다. 오히려, 그것은 복잡한 DNA 및 단백질 인 크로 마틴으로 포장된다. 염색질은 염색체로 추가로 구성되는데, 이는 현미경으로 보이는 실과 같은 구조이다.
염색질 및 염색체의 3D 구조는 매우 역동적입니다. 세포 환경, 세포주기 단계 및 특정 유전자의 발현을 포함한 다양한 요인에 대한 반응으로 변화 할 수 있습니다. 게놈의 3D 구조의 변화는 세포의 단백질 제작 기계에 대한 유전자의 접근성에 영향을 줄 수 있으므로 유전자 발현을 제어 할 수 있습니다.
유전자 발현에서 염색질의 역할
염색질 구조는 유전자 발현을 촉진하거나 억제 할 수있다. 유크 로마 틴은 전사 기계에 더 접근 할 수있는 느슨하게 포장 된 염색질 형태이므로, 이우 크로 마틴의 유전자가 발현 될 가능성이 높다. 헤테로 크로 마틴은 전사 기계에 접근하기 어려운보다 단단히 포장 된 크로 마틴이며, 따라서 헤테로 크로 마틴의 유전자는 발현 될 가능성이 적다.
염색질로의 DNA 포장은 또한 유전자 발현의 타이밍을 조절하는 데 도움이된다. 예를 들어, 세포 생존에 필수적인 유전자는 전형적으로 유 크로 마틴에 위치하므로 항상 발현 될 수 있습니다. 개발 또는 스트레스에 대한 반응에 관여하는 유전자와 같은 특정 조건에서만 필요한 유전자는 일반적으로 헤테로 크로 마틴에 위치하여 필요에 따라 켜거나 끄질 수 있습니다.
유전자 발현에서 염색체의 역할
염색체는 또한 유전자 발현 조절에 관여한다. 염색체상의 유전자의 위치는 그 발현에 영향을 줄 수있다. 예를 들어, 염색체의 중앙 영역 인 센트로 미어 근처에 위치한 유전자는 염색체의 끝인 텔로미어 근처에 위치한 유전자보다 발현 될 가능성이 높다.
게놈의 3D 구조는 유전자 발현을 조절하는 데 중요한 역할을하는 세포의 복잡하고 역동적 인 특징이다. 게놈의 3D 구조가 어떻게 구성되는지와 그것이 어떻게 변화하는지 이해함으로써, 우리는 유전자가 어떻게 제어되는지, 질병의 발달 방식을 더 잘 이해할 수 있습니다.
