소개글
"DNA 손상 및 복구, 분자유전학 인트로"에 대한 내용입니다.
목차
1. 유전자 침묵
1.1. 유전자 silencing의 정의와 특징
1.2. 유전자 침묵의 방법론
1.3. 형질전환(transfection)의 원리와 방법
1.4. 면역형광법(immunofluorescence)
1.5. DNA 손상과 수리
2. DNA 광복구
2.1. DNA 손상의 유형과 특징
2.2. 광복구(photoreactivation)
2.3. 메틸화 전달효소에 의한 복구
2.4. 절단 수선(excision repair)
2.5. 재조합 수선(recombination repair)
2.6. 오적합 수선(mismatch repair)
3. 참고 문헌
본문내용
1. 유전자 침묵
1.1. 유전자 silencing의 정의와 특징
유전자 silencing은 유전자의 염기배열을 변화시키지 않고, 그의 발현을 인위적으로 억제하는 것을 말한다. 이는 RNA분자를 표적으로 하여 유전자 발현억제가 생기는 경우에 RNA침묵(RNA silencing)이라고 부르며, 표적RNA에 상보적인 뉴클레오티드배열로 구성되는 두가닥 RNA로 구성되는 두 가닥 RNA가 특이적인 RN(A)(가수)분해효소Ⅲ에 의해 절단되어 생성되는 짧은(21~25 뉴클레오티드)의 RNA분자가 표적RNA분자 절단 또는 번역저해를 야기한다. 또한 siRNA의 안테센스(antisense)사슬이 크로마틴 DNA에 작용하여 특정한 촉진인자영역을 표적으로 하여 작용하는 것으로서 헤테로크로미틴 형성을 하게 되어 전사단계에서 유전자발현이 억제하게 된다. 따라서 유전자침묵은 유전자조절(gene knockout)과 비교하면 조작이 간편하다는 것과 동시에 짧은 시간내에서도 발현억제효과를 얻어낼 수 있다는 것과 완전히 유전자기능을 정지시키는 방법은 아니기 때문에 치사유전자 해석은 할 수 없는 등의 이점이 있다.
1.2. 유전자 침묵의 방법론
유전자 침묵의 방법론은 유전자의 발현을 인위적으로 억제하는 다양한 기법들을 말한다. 대표적인 유전자 침묵 방법으로는 DNA/RNA 방법과 RNA 간섭(RNAi)이 있다.
DNA/RNA 방법은 유전자 발현을 억제하기 위해 DNA나 RNA 분자를 세포 내에 직접 도입하는 방식이다. 예를 들어 antisense DNA나 triplex-forming oligonucleotide와 같은 분자를 도입하면 전사 단계에서 유전자 발현을 억제할 수 있다. 또한 리보자임이나 small interfering RNA(siRNA)와 같은 RNA 분자를 세포에 도입하면 전사 후 단계에서 유전자 발현을 저해할 수 있다.
RNA 간섭(RNAi)은 이중나선 RNA(dsRNA)가 특정 유전자의 mRNA를 분해하여 해당 유전자의 발현을 억제하는 기작이다. dsRNA는 세포 내에서 dicer라는 효소에 의해 21-25 염기쌍의 siRNA로 절단되며, 이 siRNA가 RISC 복합체에 결합하여 상보적인 mRNA를 분해함으로써 유전자 발현을 억제한다. RNAi는 간편하면서도 효과적으로 특정 유전자 발현을 저해할 수 있어 유전자 기능 연구에 널리 활용되고 있다.
이 외에도 유전자 침묵을 위해 형질전환, 면역형광법 등의 방법들이 이용된다. 형질전환은 세포 내에 외래 DNA를 도입하는 기술이며, 면역형광법은 형광 표지 항체를 이용하여 단백질의 발현 양상을 관찰하는 방법이다. 이러한 기법들은 유전자 기능 규명과 새로운 치료법 개발 등 다양한 분야에 활용되고 있다.
1.3. 형질전환(transfection)의 원리와 방법
형질전환(transfection)이란 정제한 파지의 핵산(DNA 또는 RNA)을 사용한 세균을 형질전환 하는데 있어, 형질전환(transformation)과 감염(infection)의 2용어로 합성한 조어이다. 이는 배양동물세포에 DNA를 직접 도입하여 세포의 유전형질을 변이시키는 방법이다.
형질전환은 수용균에 핵산을 이입하는 능력이 필요하지만, 대장균 등과 같이 능력이 없는 경우에도 스펠로플라스트(spheroplast)을 사용하거나 칼슘처리를 하는 것으로서 핵산의 이입을 가능하게 한다. 대상이 식물세포일 때는 세포벽을 제거하고 원형질체로 도입하는 경우도 많다. 이 방법으로 발암기구, 감염, 면역, 발생, 정보전달 등 의학, 생물학의 여러 가지 문제에 세포 수준에서 접근할 수 있게 되었다. 또 식물에서는 육종에도 응용하고 있다.
도입한 DNA는 목적으로 하는 유전자를 플라스미드 등의 매개체에 넣어 도입하는 것이 일반적인 방법이다....
참고 자료
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한국유전학회, 유전학실험서, 2004년, 라이프사이언스
세화 편집부, 화학대사전, 2008년, 세화
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Wikipedia: ‘H2AX’
http://cms.daegu.ac.kr/sgpark/molecular%20biology/DNA%20%EC%86%90%EC%83%81%EA%B3%BC%20%ED%9A%8C%EB%B3%B5.htm
