[논문]히스톤 메틸화와 유전자 전사

김애리

doi:10.5352/jls.2007.17.4.593

히스톤 메틸화와 유전자 전사
Histone methylation and transcription 원문보기

생명과학회지 = Journal of life science, v.17 no.4 = no.84, 2007년, pp.593 - 598

Abstract ▼ AI-Helper

Amino acids of histone tail are covalently modified in eukaryotic cells. Lysine residues in histone H3 and H4 are methylated at three levels; mono-, di- or trimethylation. Methylation in histones is related with transcription of the genes in distinct pattern depending on lysine residues and methylated levels. Relation between transcription and methylation has been relatively well understood at three lysines H3K4, H3K9 and H3K36. H3K4 is methylated in active or potentially active chromatin and its methylation associates with active transcription. H3K9 is generally methylated in heterochromatin or repressed gene, but trimethylation of this lysine occur in actively transcribed genes also. Methylation at H3K36 generally correlates with active chromatin/transcription, but the correlation of its dimethylation with transcription is controversial. All together methylation patterns of individual lysine residues in histone relate with activation or repression of transcription and may provide distinctive roles in transcriptional regulation of the eukaryotic genes.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 총설은 비교적 연구가 많이 진행된 라이신 잔기를 대상으로 세포 내에서 메틸화와 유전자 전사와의 관계를 정리해 보았다. 이것은 히스톤 메틸화에 대한 기초 정보로 빙산의 일각이라 할 수 있다.
후생학적 과정에 관여한다. 본 총설은 히스톤 H₃에 존재한는 세 개의 라이신, K4, K9, K36에서 유전자의 전사/ 억제에 따른 메틸화 패턴을 중심으로 메틸화를 담당하는 효소(methyltransferase), RNA polymerase II 신장과의 관계, 메틸화의 역할 등을 정리해보고자 한다.

성능/효과

이것을 뒷받침하는 증거로 K9 메틸화가 중요한 역할을 하는 HP1 결합에서 이질염색질과 진정염색질에 결합하는 HP1 의 형태가 다르다는 것을 들 수 있다[32]. 이질염색질 부분에서 K9의 2/3 메틸화를 인식하여 결합하는 HP1 은 a와 P 형태인데 비해, 진정염색 질의 활성 유전자 부분에서는 HP1 의 Y 형태가 결합하는 것으로 밝혀졌다. 그리고 포유류의 경우 이질염색질과 진정염색 질에서 H₃K9의 메틸화를 담당하는 효소가 서로 다른 것으로 알려져 있다[18].

후속연구

특히 히스톤 변형이 특정 유전자에 한정되지 않고 일반적인 현상이라는 것은 생물학적으로 그 의미가 크다고 할 수 있다. 나아가 DNA 염기서열의 정보위에 히스톤 변형에 의한 정보를 더하고 전사인자와 뉴클레오좀 리모델링 복합체의 작용 기작을 결합시킨다면 보다 완벽한 전사 조절의 기작을 밝혀낼 수 있을 것으로 기대된다.
현재 라이신에 따라 몇몇 종에서 효소가 규명되 었지만, 각 효소의 정확한 기능, 즉 메틸화시킬 수 있는 라이신의 종류, 변형 가능한 메틸화 수준, 세포 내에서 실제로 작용하는 유전자 등은 더 연구되어야 할 부분이다. 둘째, 이 효소들이 어떠한 기작으로 크로마틴 또는 특정 유전자에 유도되며 어떠한 기작을 통해 작용하는지 밝혀야 한다. 전사인자와 RNA polymerase II는 가장 가능성 이 높은 요소로서 많은 연구가 수행되고 있다.
따라서 히스톤 메틸화의 전체적인 기작을 이해하고 의미를 파악한다면 진핵세포의 유전자 발현에 대한 많은 이해를 얻을 수 있을 것이다. 특히 히스톤 변형이 특정 유전자에 한정되지 않고 일반적인 현상이라는 것은 생물학적으로 그 의미가 크다고 할 수 있다.
첫째 메틸화효소의 규명이다. 현재 라이신에 따라 몇몇 종에서 효소가 규명되 었지만, 각 효소의 정확한 기능, 즉 메틸화시킬 수 있는 라이신의 종류, 변형 가능한 메틸화 수준, 세포 내에서 실제로 작용하는 유전자 등은 더 연구되어야 할 부분이다. 둘째, 이 효소들이 어떠한 기작으로 크로마틴 또는 특정 유전자에 유도되며 어떠한 기작을 통해 작용하는지 밝혀야 한다.

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