[생물 임용 노트]Transposon - 2) 전이 과정, transposon 사례

전이 과정

F-plasmid 사이에서 이동이 일어나는 사실을 이용하여 항생제 저항 유전자 같은 유전자의 이동을 관찰한다.

복제성 전이

두 플라스미드가 nick 형성 후 자유 말단이 연결되고 전사되어 co-integrate 형성 후에 res site에 재조합이 일어난다.

복제성 전이 과정

보존적 전이

전이 효소가 ITR을 전단 후 삽입하는 기작으로 복제는 일어나지 않는다. 복제성 전이 과정 중 공여 DNA에 nick이 하나 더 생겨 절단된다.

보존적 전이 결과

 

전이의 빈도 조절

1. 전이 효소 mRNA의 번역 수준은 매우 낮다.
2. DNA 메틸화 효소에 의해 메틸화시 전사는 억제된다. - 복제 직후로 전사 시기가 제한된다.

Transposon 실례

옥수수의 As와 Ds 구조

옥수수의 알갱이에 색소 축적을 억제하는 C^I 유전자와 그 대립 열성 유전자 C와 순종끼리 교배시켜 나온 C^IC에서 색소가 있는 알갱이(반점이 있는 알갱이)를 확인한다. 이를 검사해보니 전이인자이 Ds가 존재하였음.
→ 유전자 내에 삽입되어 유전자 발현을 조절한 것.
** Ac(activator) : 말단의 ITR, 전이효소를 암호화하고 있으며 자율적 전이가 가능하다.
** Ds(dissociation) : 말단의 ITR, 전이효소 돌연변이(파괴), 비자율적 전이가 일어남

초파리의 P인자

• P인자는 inhibitor와 tranposase를 모두 발현함
• M인자는 inhibitor가 발현되지 않음
  P형 male과 M형 female 교배시 M형 난자는 inhibitor가 없어 P인자가 활성화됨. 따라서 전이가 활발해져 돌연변이율이 올라간다.

retrotransposon(역전사 인자)

전이 과정에서 RNA 중간체의 역전사 형태인 cDNA의 삽입에 의해 전이가 일어나는 것이다.

• retrovirus 기작 : infection → RNA 전사 → 역전사 효소로 cDNA 합성 → 염색체에 통합 → RNA 전사 → 번역과 바이러스 조립 → 새로운 세포로 이동
• retrotransposon 기작 : retrovirus 기작처럼 역전사 효소에 의해 RNA 중간체를 통해 복제하며 provirus가 그 기능을 잃고 전이 기능만 가진다.