억제기 돌연변이

Suppressor mutation

억제기 돌연변이는 공정에서 정의된 합성 구조에서 이미 존재하는 돌연변이의 표현형 효과를 완화하거나 되돌리는 두 번째 돌연변이다. 따라서 유전적 억제는 원래의 배경 돌연변이 이전에 보이는 표현형을 복원한다.[1] 억제기 돌연변이는 생물학적 관심 과정에 영향을 미치는 새로운 유전적 부위를 식별하는 데 유용하다. 그것들은 또한 기능적으로 상호작용하는 분자와 교차하는 생물학적 경로 사이에 증거를 제공한다.[2]

유전내 억제 대 유전간 억제

게놈 내 억제

원래 돌연변이와 동일한 유전자에서 발생하는 억제기 돌연변이로 인해 게놈 내 억제가 발생한다. 고전적인 연구에서 프랜시스 크릭(et al.)은 유전 코드의 근본적 성질을 연구하기 위해 유전적 억제력을 이용했다. 이 연구를 통해 유전자가 과대평가되지 않는 삼중수소(코돈)로 표현된다는 것이 밝혀졌다.[1]

연구자들은 두 개의 돌연변이가 유전자의 동일한 주변에서 발생하는 한, 단일 염기 삽입(+) 또는 단일 염기 삭제(-)에 의한 돌연변이는 "억제"되거나 반대 기호의 두 번째 돌연변이에 의해 복원될 수 있다는 것을 보여주었다. 이를 통해 특정 '독서 프레임'에서 유전자를 판독해야 하고, 하나의 염기 삽입이나 삭제로 판독 프레임(프레임시드 돌연변이)을 나머지 DNA가 의도한 것과 다른 폴리펩타이드에 대해 코딩할 수 있는 방식으로 이동시킬 것이라는 결론에 이르게 되었다. 따라서 연구자들은 두 돌연변이 사이의 부분이 단백질 기능에 중요하지 않은 한, 반대편 기호의 두 번째 돌연변이는 판독 프레임을 복원하여 원래의 돌연변이를 억제한다고 결론지었다.[1]

크릭은 판독 프레임 외에도 코돈 크기를 결정하기 위해 억제기 돌연변이를 사용하기도 했다. 같은 기호의 염기 삽입/삭제 결과 1, 2개의 염기 삽입이 돌연변이 표현형을 낳았지만 염기 3개를 삭제하거나 삽입하면 야생형 표현형을 줄 수 있는 것으로 조사됐다. 이러한 결과로부터 삽입되거나 삭제된 트리플릿은 판독틀을 방해하지 않으며 유전자 코드는 사실상 트리플릿이라는 결론이 내려졌다.[1]

유전자간 억제

유전자간 억제(외유전자라고도 알려져 있음)는 게놈 내의 다른 곳에서 돌연변이에 의한 한 유전자의 돌연변이의 영향을 완화시킨다. 두 번째 돌연변이는 원래 돌연변이와 같은 유전자에 있지 않다.[2] 유전자간 억제는 단백질과 같은 분자간의 상호작용을 식별하고 연구하는데 유용하다. 예를 들어, 단백질 분자 간의 상호보완적 상호작용을 방해하는 돌연변이는 그 분자들 사이의 적절한 대체적 상호작용을 복원하거나 제공하는 게놈의 다른 곳에 있는 두 번째 돌연변이에 의해 보상될 수 있다. 생화학적, 신호 전달 및 유전자 발현 경로의 여러 단백질이 이 접근법을 사용하여 확인되었다. 그러한 경로의 예로는 DNA 복제, 전사 및 번역에 관련된 구성요소의 상호작용뿐만 아니라 수용체-리거 및 상호작용이 포함된다.[1]

이러한 유전자간 억제는 인구에서도 지속될 가능성이 있다. 이러한 보상 돌연변이가 대장균과 같은 유기체에 형성되어 약물의 존재로 인해 약물에 내성을 갖게 되고 약물의 사용이 중단되면 저항성 변종은 쉽게 다시 한번 내성을 일으킨 약물에 민감하게 반응할 수 있는 균주로 진화할 수 없게 된다.[3] 이러한 변종은 이러한 보상 돌연변이를 상실할 수 없으며, 중간 변종을 야기하는 변종의 적합성을 크게 감소시킬 수 있다. 이러한 중간 변종은 병목현상에 의해 병목현상이 발생하기 때문에 알레르기가 유전자간 억제 이전에 되돌아가기 어렵다. 결과적으로, 약물이 중단되었을 때 이러한 돌연변이가 개체군에서 지속될 가능성이 있다는 것을 알 수 있다.

테벤파주

억제기 돌연변이는 바이러스 구조 단백질을 암호화하는 유전자에서도 발생한다. 실행 가능한 페이징 T4 바이러스(이미지 참조)를 생성하려면 구조 구성 요소의 균형이 필요하다. Page T4의 황색 돌연변이는 단백질에 있는 아미노산의 코돈에 대한 코돈을 말도 안 되는 중지 코돈 TAG로 바꾸는 돌연변이를 포함한다(정지 코돈과 난센스 돌연변이 참조). 감염 시, Page T4의 필요한 구조적 구성요소를 인코딩하는 유전자에 결함이 있는 황색 돌연변이가 약하게 억제될 경우(특정 변경 tRNA를 포함한 대장균 호스트에서 - 넌센스 억제기 참조), 필요한 구조 구성요소의 수를 줄일 것이다. 결과적으로 실행 가능한 페이지는 거의 형성되지 않는다. 그러나, 다른 구조 단백질을 암호화하는 유전자의 두 번째 황색 돌연변이가 페이지 게놈에도 존재한다면, 때때로 약한 넌센스 억제기로 숙주에서 실행 가능한 페이지가 만들어질 수 있다는 것이 밝혀졌다.[4] 두 번째 황색 돌연변이가 첫 번째 황색 돌연변이를 억제할 수 있었던 이유는 숫자로 감소된 두 가지 구조 단백질이 이제 균형을 이룰 것이기 때문인 것으로 밝혀졌다. 예를 들어, 첫 번째 황색 돌연변이가 꼬리 섬유를 정상 수준의 10분의 1로 감소시켰다면, 생성된 대부분의 페이지는 감염되기에는 충분한 꼬리 섬유를 가지고 있지 않을 것이다. 그러나 2차 황색 돌연변이가 염기판 성분에 결함이 있어 염기판 수의 1/10을 만들게 되면 꼬리섬유와 염기판의 균형이 회복되어 감염성 페이지가 생성될 수 있다.[4]

리턴트

미생물 유전학에서 역귀환자는 억제기 돌연변이를 통해 이전의 유전자형이나 원래의 표현형으로 되돌아가거나 또는 유전자 어딘가에 있는 보상적 돌연변이(제2의 부위역전)를 통해 되돌아온 돌연변이다.

참고 항목

참조

  1. ^ a b c d e 하트웰, L. H., 후드, L., 골드버그, L., 레이놀즈, A. E., 실버, L. M., & Veres, R. C. (2008) 유전학: 유전자에서 게놈까지. 뉴욕: 맥그로우 힐.
  2. ^ a b 호지킨 J. 유전적 억제. 2005년 12월 27일. 수신: WormBook: 씨엘레건스 생물학의 온라인 리뷰 [인터넷] Pasadena (CA): WormBook; 2005-.
  3. ^ Bergstrom, Carl T.; Feldgarden, Michael (22 November 2007). "The ecology and evolution of antibiotic-resistant bacteria". Pathogens: Resistance, Virulence, Variation, and Emergence: 125–138. doi:10.1093/acprof:oso/9780199207466.003.0010. ISBN 978-0-19-920746-6. Retrieved 27 April 2021.
  4. ^ a b Floor E (1970). "Interaction of morphogenetic genes of bacteriophage T4". J. Mol. Biol. 47 (3): 293–306. doi:10.1016/0022-2836(70)90303-7. PMID 4907266.

외부 링크