해피레포트 - [유전학] telomere에 관하여

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보고서설명
Telomere - 염색체의 끝부분에는 telomere 라고 하는 특정 DNA-단백질 구조물로 구성되어 있는데 이는 염색체의 안정에 필수적이다. telmomere에는 여섯개의 뉴클레오티드 염기순서가 수백 번 반복되어 있다. 한 가닥에는 3’ 끝에 G 염기가 많고, 다른 가닥에 비해 약간 길다. 사람에서는, 반복되는 G가 많은 염기 순서는 AGGGTT이다. Telomere의 구조가 널리 연구되었는데 최근의 연구에 따르면 그들이 큰 이중나선 고리를 형성할 수 있는 것으로 생각된다. 이 구조의 맨 말단에 있는 한 가닥으로 된 구역이 고리 모양으로 되감겨서 원래의 telomere의 이중나선의 한 부분을 밀어내고, 반복되는 염기 순서의 또 다른 부분과 DNA 이중 나선을 만들 것이라고 제안하였다.

본문일부/목차
G 염기가 풍부한 가닥의 한 가닥으로 된 분절이 telomere의 끝으로부터 뻗어 나온다. 이러한 한 가닥으로 된 부분이 이중가닥 부분에 침투하여 커다란 이중나선 고리(T-loop)를 형성한다. Telomerase - 선형 DNA 복제에서는 딸가닥의 5’ 말단을 완전히 복제하지 못한다. 오카자키 절편이 주형가닥의 바로 끝에 결합된 RNA primer로부터 시작되기 때문에 RNA primer가 제거되고 나면 염색체 끝에는 더 이상 DNA 중합효소가 이용하는 3’말단이 없으므로 DNA로 대체될 수 없다.ㅣ 수선되지 않기 때문에 복제가 계속될 경우 결과적으로 DNA 길이가 짧아지게 된다. 이와 같은 문제점을 해결하는 효소가 Telomerase 이다. Telomerase 는 일종의 역전사 효소로 자신 안에 RNA를 가지고 있고 이 RNA를 이용하여 6개의 반복서열(TTACCG)을 가진 DNA절편을 합성해 낼 수 있다. telomere가 Telomerase 안에 존재하는 짧은 RNA 분자를 주형으로 DNA를 합성한 후에 주형DNA의 끝에 붙이는 것으로 알려져있다. 그러면 이를 주형으로 다시 DNA가 합성되므로 telomere의 단축을 막을 수 있다.1) Telomerase의 활성을 조절하는 protein 1998년에 사람의 세포에서 tankyrase라는 효소를 발견하였다. tankyrase는 telomerase가 염색체 말단에 접근하는 것을 막는 또 다른 단백질에 작용하여 telomerase가 제대로 역할을 수행할 수 있도록 도와주는 역할을 한다. tankyrase에는 ankyrin 반복 구조가 24개 있으며, 이 구조는 단백질-단백질 상호 작용에 이용된다. 그리고, tankyrase의 다른 부위는 PARP(poly adenosine diphosphate-ribose polymerase)의 활성 부위와 비슷한 구조를 가지고 있다. telomerase와 tankyrase는 새로운 DNA를 합성하는 다른 단백질이나 자신을 변형시키는 방법으로 DNA복구에 있어서 중요한 의미를 가진다. PARP는 NAD+에서 ADP-ribose부분을 떼어내어 다른 단백질에 첨가하는 역할을 한다. Tankyrase도 이러한 기작을 수행하는지를 확인하기 위해서 NAD+, TRF1과 tankyrase를 혼합하여실험을 수행하였다. 사람들은 또한 tankyrase가 ADP-ribose를 자신과 TRF1에 첨가한다는 사실을 발견하였다. 일반적으로 TRF1은 DNA와 결합하고 있지만, tankyrase가 존재하는 경우에는 TRF1이 DNA에서 떨어진다 .TRF1이 DNA와 결합하여 telomerase의 활성을 억제할 것이라고 예상한다. 생식 세포, 혈구 세포, 암 세포에서는 DNA복제 과정에서 tankyrase가 TRF1을 변형시켜 DNA에서 떨어지게 하고 DNA복제 과정에서 손상된 telomere부분을 telomerase가 복구할 것이다. tankyrase는 조절 경로나 신호 전달 경로에서 중요한 역할을 담당하고 있을 것이라고 콜로라도 대학교의 톰 세취는 생각한다.

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