유전자 조절 요약

유전자 조절 요약

여도 여전히 해결되지 않은 많은 문제들이 있다. 어떻게 특정한 유형의 세포는 특정한 전사인자의 조합을 가질 수 있는가? 전사인자 자신도 유전자의 산물이고 이 유전자들도 조절을 받아야 한다. 간세포의 활성 전사인자 유전자들은 항체 형성세포의 그것들과는 분명 달라야 한다. 그래서 그것은 분화된 특정 유형의 세포에서 유전자 전사의 양상으로 된 세포의 생활일 수밖에 없다. 변화 과정과 대조적으로 이러한 선택은 한번에 일어나고, 그 이후에는 그 세포의 운명을 따른다. 단지 어떻게 이러한 결과가 이루어질 수 있었는가가 생물학의 가장 큰 의문이다. 어떻게 유전자 변이가 일어나서 분화되지 않은 전단계로부터 분화된 세포가 생산될 수 있었는가 하는 몇 가지 증거가 다음 장에서 설명될 것이다.

 

원핵과 진핵생물 모두는 유전자 발현의 강도를 조절하기 위해 몇 가지 방법을 이용하는데, 둘 다 가장 중요한 방법은 유전자 전사율에 의한 조절이다. 원핵은 유전자 활성을 증가시키거나 저해시키는 단백질 전사인자를 이용한다. 이러한 전사인자는 조절받는 유전자의 촉진유전자 근처의 염기서열에 결합하여 작용한다. 원핵에서 함께 작용하는 생산물의 유전자는 종종 하나 또는 그 이상의 오페론으로 뭉쳐 있다. 오페론내의 유전자는 1개 분자의 mRNA로 전사되는데, 그것이 여러 종의 단백질로 해독된다.

진핵세포 역시 많은 전사인자를 가지고 있는데, 상호작용하여 유전자 전사율을 증가시키거나 감소시키는 역할을 한다. 동물과 식물 둘 다에 있어서 많은 유전자 전사는 순환 호르몬에 의해 자극된 후에 일어난다. 단지 소수의 세포만이 특정 호르몬에 반응할 수 있는데 이러한 “표적”세포의 반응 능력은 호르몬-수용체에 의해 결정된다. 단백질 호르몬의 경우에는 수용체가 세포표면에 존재한다. 스테로이드 호르몬의 경우에는 수용체가 세포내에 존재하는 단백질이다. 각각의 경우에 있어서 호르몬이 수용체에 결합함으로써 유전자 활성의 조절을 이끄는 일련의 반응을 시작시킨다.

어떤 유전자(오브알부민을 합성하는)가 어떻게 다른 세포가 아닌 특정 세포에서만 발현될 수 있을까? 이에 대한 부분적인 해답은 나팔관과 자궁내막에는 그 호르몬에 대해 필수적인 단백질 수용체를 갖는다는 것이다. 예를 들어 골수는 이에 대한 수용체를 갖고 있지 않다. 그러나 주어진 유형의 세포-에스트로겐에 대한 표적세포가 반응할 수 있는 특정 수용체를 갖도록 결정하는 것은 무엇인가? 그것이 바로 그 세포의 분화역사-골수세포가 되기보다는 자궁내막세포가 되도록 유도한 역사-이다. 그리하여 세포가 조절신호에 반응하여 마침내 발현할 수 있는 유전자를 결정함으로써 분화의 경로가 이루어진다. 그리고 선택적인 유전자 활성에 대한 우리의 연구는 끝나지 않았다. 우리는 아직 특정한 방식으로 세포를 분화시키는 유전자 조절기작을 알고자 한다.