핵유전자

Nuclear gene
핵유전자위치

핵유전자는 물리적인 DNA 뉴클레오티드 배열이 진핵생물의 세포핵에 위치한 유전자이다.이 용어는 핵 유전자를 미토콘드리아나 [1]엽록체에서 발견되는 유전자와 구별하기 위해 사용된다.진핵 생물의 유전자 대부분은 핵이다.

내생생물학 이론

미토콘드리아와 플라스티드는 자유생활의 원핵생물에서 내분비생물 [2]진화를 통해 현재의 세포질 소기관으로 진화했다.미토콘드리아는 진핵생물들이 존재하기 위해 필요한 것으로 생각된다.그들은 세포가 필요로 하는 에너지나 ATP의 대부분을 제공하기 때문에 세포의 강자로 알려져 있다.미토콘드리아 게놈(mtDNA)은 숙주 게놈과는 별도로 복제된다.인간의 mtDNA는 13개의 단백질을 코드화하고, 그 대부분은 산화적 인산화(OXPHOS)에 관여한다.핵 게놈은 남아있는 미토콘드리아 단백질을 암호화하여 미토콘드리아로 [3]운반한다.이 기관들의 게놈은 자유생활을 하던 이전 기관들의 게놈보다 훨씬 작아졌다.이것은 대부분 원핵생물에서 핵 게놈으로의 유전자의 광범위한 이동에 기인하며, 그 후 세포소기관에서 유전자가 제거된다.진화적 시간표에서, 세포핵으로의 세포소기관 DNA의 지속적인 진입은 새로운 [2]핵 유전자를 제공해 왔다.

내생생물소기관 상호작용

세포 내에서 서로 분리되어 있지만, 핵 유전자와 미토콘드리아와 엽록체의 유전자는 여러 가지 방법으로 서로 영향을 미칠 수 있다.핵 유전자는 엽록체 유전자와 미토콘드리아 [4]유전자의 발현에 주요한 역할을 한다.또한 미토콘드리아의 유전자 생성물 자체가 세포핵 [5]내의 유전자 발현에 영향을 미칠 수 있다.이것은 미토콘드리아에서 핵으로 위치하는 특정 펩타이드를 통해서뿐만 아니라 대사물을 통해서도 이루어질 수 있고, 거기서 그들은 유전자 [6][7][8]발현에 영향을 미칠 수 있다.

구조.

진핵생물 게놈은 유전자 발현과 관련된 기능적으로 밀접하게 포장된 뚜렷한 고차 염색질 구조를 가지고 있다.염색질은 유전자 전사, 복제, DNA [9]복구와 같이 필요할 때 유전자에 접근할 수 있도록 하면서도 세포핵에 맞도록 게놈을 압축한다.게놈 기능의 전체는 게놈 [9]내 개별 유전자의 발현에 영향을 미칠 수 있는 여러 가지 복잡한 메커니즘과 생화학 경로가 존재하는 핵 조직과 게놈 구성에 관련된 메커니즘 사이의 근본적인 관계에 기초한다.나머지 미토콘드리아 단백질, 대사 효소, DNA 및 RNA 중합효소, 리보솜 단백질, mtDNA 조절 인자는 모두 핵 유전자에 의해 암호화된다.핵 유전자는 모든 진핵 생물의 유전적 토대를 구성하기 때문에, 그들의 유전자 발현을 바꿀 수 있는 것은 그 생물의 세포 유전자형과 [3]표현형에 직접적인 영향을 미친다.핵은 또한 핵체라고 알려진 많은 구별된 서브핵 포시를 포함하고 있으며, 이는 수많은 핵 과정을 보다 [9]효율적으로 실행할 수 있도록 동적으로 제어되는 구조이다.예를 들어 활성 유전자는 염색체 영역에서 이동하여 전사 [9]공장으로 알려진 아핵 포치로 집중될 수 있습니다.

단백질 합성

세포에 있는 단백질의 대부분은 세포질에서 생성되고 모든 핵 유전자 생성물처럼 세포질로 운반되는 세포질의 단백질을 포함한 핵 유전자로부터 전사된 메신저 RNA의 산물이다.핵의 유전자는 염색체 위에 선형으로 배열되어 유전자 발현을 조절하고 복제하는 발판이 된다.따라서 일반적으로 이들은 엄격한 복사 번호 제어 하에 있으며 셀 [10]주기당 1회 복제됩니다.혈소판 같은 핵 세포는 핵 DNA를 가지고 있지 않기 때문에 단백질을 생성하는데 필요한 RNA에 대한 대체 공급원을 가지고 있어야 한다.인간의 33억 개의 DNA 염기쌍을 가진 핵 유전자의 좋은 예로는 MDH1 또는 말산탈수소효소 1 유전자가 있다.구연산 회로를 포함한 다양한 대사 경로에서 MDH1은 NAD/NADH 의존성, 말산의 역산화를 옥살아세트산염으로 촉매하는 효소를 코드하는 단백질 코드 유전자이다.이 유전자는 말산 아스파르트산 셔틀에 관여하는 세포질 이소자임(isozyme)을 코드화하는데, 말산은 미토콘드리아 막을 지나 옥살아세트산염으로 전환되어 세포 기능을 [11]더 수행한다.많은 유전자 중에서 이 유전자는 유기체의 생리 기능 전체에 큰 목적적 역할을 한다.비록 비핵 유전자가 그 기능적 성질상 존재할 수 있지만, 비핵 유전자와 반응하고 협력하는 핵 유전자의 역할은 필수적이다.

중요성

많은 핵에서 유래한 전사 인자가 호흡 연쇄 발현에 역할을 해왔다.이러한 요인들은 또한 미토콘드리아 기능의 조절에 기여했을 수 있다.핵호흡인자(NRF-1)는 유전자 단백질을 코드하는 호흡, 생합성에서의 속도제한효소 및 미토콘드리아 DNA(mtDNA)의 복제 및 전사 요소에 융합한다.두 번째 핵호흡인자(NRF-2)는 시토크롬c산화효소 서브유닛 IV(COXIV)와 VB(COXVB)의 생산을 [4]최대화하기 위해 필요하다.

분화를 목적으로 유전자 서열을 연구하고 유전적 유사성을 결정하는 것은 현대 현대 유전학의 많은 사용 중 하나일 뿐이고, 그 과정에서 두 가지 유형의 유전자가 갖는 역할은 중요하다.비록 핵 유전자와 내공생체 내 세포들은 유기체의 유전자 구성을 제공하지만, 다른 것에 비해 한 쪽을 볼 때 더 잘 관찰될 수 있는 뚜렷한 특징들이 있다.미토콘드리아 DNA는 비교적 최근에 진화한 [12]유기체의 분화에 대해 각각 독자적인 답을 주는 핵 유전자의 염색체와는 다른 새로운 종의 발달에서 가장 먼저 진화하는 경향이 있어 분화 연구에 유용하다.

핵 유전자는 모든 진핵 생물의 유전적 기초이기 때문에, 그들의 발현에 영향을 줄 수 있는 것은 세포 수준에서 그 생물의 특성에 직접적으로 영향을 미칩니다.미토콘드리아와 엽록체와 같은 내생생물 기관들의 유전자 사이의 상호작용은 핵 게놈에 작용할 수 있는 많은 요인들 중 일부일 뿐이다.

레퍼런스

  1. ^ Griffiths AJ, Gelbart WM, Miller JH, Lewontin RC (1999). "The Nature of Genomes". Modern Genetic Analysis. New York: W. H. Freeman.
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