6500만년동안, Alu 서열은 RNA-중합효소 III에 의한 전사체를 통해 증폭해왔고, 영장류 게놈 내에 약 140만 복사의 수에 도달되었다. 그들은 가동성 인자 중에서 가장 큰 집단이며, 인간 게놈의 $10\%$를 구성한다. Alu 서열이 유전적으로 기능이 없다고 생각되었지만, 최근 많은 연구자들이 새로운 기능 및 질병과의 관련성을 증명해왔다 이들 Alu 서열은 삽입돌연변이, Alu-매개 재조합, 유전자 발현에 대해 유전자 전환 그리고 스플라이싱 사이트를 유발하고, 유전자 구조, 단백질 서열, 스플라이싱 모티프와 발현 양상에 영향을 준다. 우리는 Alu의 구조와 기원, 그들 패밀리의 컨센서스 서열, Alu의 진화와 분포 그리고 그들의 기능에 대하여 요약 정리하였다. 또한 영장류의 진화과정에 있어 질병과 관련하여 Alu 패밀리의 새로운 연구방향을 제시하였다.
6500만년동안, Alu 서열은 RNA-중합효소 III에 의한 전사체를 통해 증폭해왔고, 영장류 게놈 내에 약 140만 복사의 수에 도달되었다. 그들은 가동성 인자 중에서 가장 큰 집단이며, 인간 게놈의 $10\%$를 구성한다. Alu 서열이 유전적으로 기능이 없다고 생각되었지만, 최근 많은 연구자들이 새로운 기능 및 질병과의 관련성을 증명해왔다 이들 Alu 서열은 삽입돌연변이, Alu-매개 재조합, 유전자 발현에 대해 유전자 전환 그리고 스플라이싱 사이트를 유발하고, 유전자 구조, 단백질 서열, 스플라이싱 모티프와 발현 양상에 영향을 준다. 우리는 Alu의 구조와 기원, 그들 패밀리의 컨센서스 서열, Alu의 진화와 분포 그리고 그들의 기능에 대하여 요약 정리하였다. 또한 영장류의 진화과정에 있어 질병과 관련하여 Alu 패밀리의 새로운 연구방향을 제시하였다.
During the past 65 million years, Alu sequences have been amplified through RNA-polymerase IIIderived transcripts, and have reached the copy number of about 1.4 million in primate genomes. They are the largest family among mobile genetic elements in human genome and consist of ten percent of the hum...
During the past 65 million years, Alu sequences have been amplified through RNA-polymerase IIIderived transcripts, and have reached the copy number of about 1.4 million in primate genomes. They are the largest family among mobile genetic elements in human genome and consist of ten percent of the human genome. Alu sequences are thought to be functionless genetically, but many researchers have proved new function and disease implication. Alu elements make the genome insertional mutation, Alu-mediated recombination events, and unexpected splicing site and change gene structures, protein sequences, splicing motifs and expression patterns. In this review, the structure and origin of Alu, consensus sequences of Alu subfamilies, evolution and distribution of Alu, and their related diseases were described. We also indicated new research direction of Alu elements in relation to evolution and disease.
During the past 65 million years, Alu sequences have been amplified through RNA-polymerase IIIderived transcripts, and have reached the copy number of about 1.4 million in primate genomes. They are the largest family among mobile genetic elements in human genome and consist of ten percent of the human genome. Alu sequences are thought to be functionless genetically, but many researchers have proved new function and disease implication. Alu elements make the genome insertional mutation, Alu-mediated recombination events, and unexpected splicing site and change gene structures, protein sequences, splicing motifs and expression patterns. In this review, the structure and origin of Alu, consensus sequences of Alu subfamilies, evolution and distribution of Alu, and their related diseases were described. We also indicated new research direction of Alu elements in relation to evolution and disease.
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문제 정의
AS가 일단 영장류 게 놈 내에 삽입된 후 계속적인 증폭을 하면서 다양한 패밀리를 가지게 되는데, 그들을 명명하는 방법과 그 근거를 살펴보자. 새롭게 발견된 Alu에 대한 명명법은 Batzer 등에 의해 1996년에 보고되었다.
우리는 AJ"의 구조와 기원, 그들 패밀리의 컨센서스 서열, Ahz의 진화와 분포 그리고 그들의 기능에 대하여 요약정리하였다. 또한 영장류의 진화과정에 있어 질병과 관련하여 Alu 패밀리의 새로운 연구 방향을 제시하였다.
우리는 지금도 계속하여 증폭해가고 있을 AR 인자에 대한 끊임없는 연구로 그들의 새로운 패밀리인 최근에 삽입된 Alu 서열을 찾아내고 그들이 다른 영장류, 특히 인간과 가장 유사한 침팬지에서조차 존재하지 않는 인간특이적인 패밀리를 동정하여 영장류의 진화과정 중 그들의 역할에 대한 연구를 수행하고 있다. 또한 인간과 침팬지가 분기된 이후에 인간의 게놈 내에 삽입하여 유전적 다양성을 초래하는 새로운 Alu 패밀리를 동정하여 그들의 삽입 시기를 규명하고, 그들의 인간 집단 내에서 게놈서열에의 영향을 통한 질병과의 관련성 등의 여러 기능적 연구를 수행하고자 한다.
단순한 반복 서열 로만 생각되었던 이들 Alu 서열에 대한 기능적 연구를 통하여 이들이 유전자 구조와 단백질서열의 변이를 초래하고 스플라이싱의 모티프를 제공함으로써 엑손화에 의해 질병을 유발할 수도 있음이 밝혀졌다 [43]. 본 논문은 Alu 인 자가 인간 게놈에 어떠한 영향을 미치고 있으며, Ahz의 진화 과정 및 질병과의 관련성 등에 대한 이해를 고찰하고 앞으로의 연구 방향을 제시하고자 한다.
제안 방법
이들 Alu 서열은 삽입 돌연변이, Ah-매개 재조합, 유전자 발현에 대해 유전자 전환 그리고 스플라이싱 사이트를 유발하고, 유전자 구조, 단백질서열 스플라이싱 모티프와 발현 양상에 영향을 준다. 우리는 AJ"의 구조와 기원, 그들 패밀리의 컨센서스 서열, Ahz의 진화와 분포 그리고 그들의 기능에 대하여 요약정리하였다. 또한 영장류의 진화과정에 있어 질병과 관련하여 Alu 패밀리의 새로운 연구 방향을 제시하였다.
가장 최근에 삽입된 ABY의 진화적 삽입 시기는 1500만년 이하이다[4]. 지금까지 동정된 여러 Alu 서열들에 대한 그들의 상대적인 삽입 시기를 영장류의 진화과정과 연관지어 정리하였다 (Fig. 3). AZY는 가장 최근에 삽입되었기 때문에 일부는 고정되었지만 그렇지 않은 것도 있어서 인간 게놈 내에서 형질 다형성을 보인다 [9].
대상 데이터
그러나 이들 스플라이스 사이트는 Alu 서열에 고르게 퍼져 있는 것은 아니다. 오직 잠재적 인 스플라이스 사이 트 중 4개만이 Alu 서열의 플러스나 선에 존재하고 반면에 마이너스나선이 14개를 포함한다. 그래서 인트론에 있는 Alu 인자가 숙주 유전자의 전사체 방향과 반대 방향일 때 더욱 엑손으로 전환될 수 있을 것이다 [54].
성능/효과
이러한 예로 Casein Kinase2 (CK2) 는 2a+2β 의 단백질 사차 구조의 효소로써 세린과 트레오닌을 인산화시켜 진핵세포의 생존에 필수적이다. 3개의 CK2 패밀리가 동정되었는데 74~90%의 염기서열 유사성을 보여주고, 오직 카르복실 말단에서만 차이점을 보인다. 이들 카르복실 말단에 대한 결실로 인하여 세포에 특이적인 발현을 하는데 관련성을 찾지 못하였으나 CK2a-2의 성숙한mRNA내에서 Alu를 포함하는 엑손이 존재하였다.
이는 AS의 진화에 대한 비전형적인 진화양상(nontraditional evolution) 으로써 보통 2가지의 진화적인 기작으로 설명된다. 첫 번째로, 다른 Alu 패밀리에 속하는 인자에 의해 더 오래전에 존재했던 Alu 인자사이의 유전자 전환이 있을 수 있으며, 두 번째로, 그 서열이 동일하지는 않지만 매우 가까운 Alu 서열간의 독립적인 삽입이 있었을 수 있다. 실제로 Alu Yi6와 Alu Yg6의 경우에서 대부분이 인간에만 특이적인 것으로 동정되었을지라도 일부의 경우 고등영장류에 존재하거나 구세계 원숭이 그룹에 특이적으로 존재하는 경우가 있을 수 있다.
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