진핵생물에서의 전사 조절

진핵생물에서의 전사 조절

RNA 중합효소와 일반 전사인자들로 구성된 일반 전사기구들은 모든 mRNA 전사과정에 일관되게 적용이 됩니다. 그렇지만 이 전사기구만 있을 때에는 기초 수준이라고 부르는 낮은 수준의 전사만 일어납니다. 일부 유전자들의 실제 전사 수준은 기초 수준보다 여러 배 높게 일어날 수도 있습니다. 그 차이는 활성인자라고 알려진 유전자 특이적인 전사인자의 존재 때문입니다. 진핵생물의 DNA는 염색질에서 히스톤 단백질과 복합체를 이루고 있습니다. DNA가 히스톤 단백질들 주위에 단단히 감겨 있기 때문에, 수많은 프로모터들과 조절 기능을 갖고 있는 다른 DNA 서열들은 대부분의 경우 접근하기 어려울 수 있습니다.

DNA 전사증진인자

 

전사증진인자와 전사억제인자

전사증진인자와 전사억제인자는 전사를 각각 증진시키거나 감소시키는 조절 염기서열입니다. 이들은 전사 개시자의 상류 부위 또는 하류 부위에 위치할 수 있으며, 놓여 있는 방향은 문제 되지 않습니다. 이들은 유전자-특이적인 전사인자 단백질을 중간 매개체로 하여 작용합니다. 전사증진인자 및 이와 결합된 전사인자들이 개시 전 복합체와 접촉할 수 있도록  DNA가 되돌아 고리를 형성해야만 합니다.

 

반응요소

특정 대사인자들에 대한 보편적인 반응에 따라서 일부 전사조절 메커니즘들을 분류할 수 있습니다. 이런 인자들에 대해 반응하는 전사증진인자들을 반응요소라고 부릅니다. 예를 들어, 열-충격요소, 글루코코티코이드-반응요소, 금속-반응요소, cAMP-반응요소등이 이에 속합니다. 이 반응요소들 모두가 특정 세포 조건하에서 생성되는 단백질들과 결합하면, 몇 가지 관련 유전자들이 활성화됩니다. 이런 활성화 방법은 오페론의 경우와 동일하지는 않습니다. 그 이유는 유전자들이 순서대로 이어져 있지 않으며 하나의 프로모터에 의해 조절되지 않기 때문입니다. 반응요소에 결합하는 동일한 전사인자에 의해 몇 가지 다른 유전자들이 영향을 받을 수는 있습니다.

 

 HSE의 경우에는, 온도가 올라가면 관련 유전자들을 활성화시키는 특정한 열-충격 전사인자들이 생성되게 됩니다. 글루코코티코이드 호르몬은 스테로이드 수용체와 결합합니다. 일단 결합되면, 이것은 GRE에 결합하는 전사인자가 됩니다.

 

cAMP는 에피네프린 및 글루카곤과 같은 몇 가지 호르몬들의 작용에 의해 2차 정보전달물질로 생산됩니다. cAMP의 농도가 올라가면, cAMP-의존성 단백질 인산화효소의 활성이 촉진됩니다. 이 효소는 세포 내에 있는 수많은 다른 단백질들과 효소들을 인산화시키며, 보통은 세포를 분해대사 상태로 전환시키는 데 관련되어 있습니다. 단백질 인산화효소 A는 cAMP-반응요소 결합 단백질이라는 단백질을 인산화시키는데, 이 단백질은 cAMP-반응요소복합체와 결합하여 관련 유전자들을 활성화시킵니다. 그렇지만 CREB는 기초 전사 기구와는 직접 접촉하지 않으며, 활성화되려면 다른 단백질이 필요합니다.

 

CREB 결합 단백질은 CREB가 인산화된 후에 이 인산화된 CREB와 결합하여, 반응요소와 프로모터 지역을 연결시켜 줍니다. 이렇게 연결되고 나면, 기초 수준 이상으로 전사가 활성화 됩니다. CBP는 매개인자 또는 보조활성인자라고 부르기도 합니다. 전사용어에는 많은 약어들이 사용되고 있습니다.

-출처- Biochemistry 라이프사이언스 생화학 편 발췌