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Epigenetics II - 크로마틴 구조

본 post는 국가생명연구자원정보센터(KOBIC) 주관 포항공과대학교 노태영 교수님의 크로마틴 구조를 정리한 내용입니다.

Intro


  • 크로마틴과 크로모좀의 구조를 학습합니다.

  • 뉴클레오좀의 형성과 구조를 학습합니다.

유전체 구조(Genome Structure)


Chromosome의 개수는 생물 종의 biological features와 연관이 없습니다. 단적인 예로 yeast는 16개, 초파리는 4개, 사람은 24개의 chromosome을 가진 것을 볼 수 있습니다.

크로마틴 연구의 역사


1944년 DNA가 유전물질로 밝혀졌습니다.

1953년 Watson과 Crick에 의해 DNA의 double-helical 구조가 밝혀졌습니다.

1964년 히스톤 단백질 변형과 크로마틴 transcription의 연관성이 밝혀졌습니다.

1974년 크로마틴 subunit 모델이 제안되었습니다.

1975년 뉴클레오좀이 제안되었습니다.

1993년 epigenetic information이 히스톤 tail에 담겨있다는 이론이 나왔습니다.

Post-Image 크로마틴 연구의 역사
https://www.edwith.org/epigenome-2023/lecture/1473434


크로마틴 구조


먼저 mammalian cell nucleus의 구조를 살펴봅니다. 세포 내 nucelolus가 있고 주변에 chromosome별로 분리된 영역이 있습니다.

Post-Image Organization of the Mammalian Cell Nucleus
https://www.edwith.org/epigenome-2023/lecture/1473434


크로마틴의 구조를 살펴봅니다. Chromosome은 크로마틴 fiber 형태의 구조로 이루어져 있습니다. 이러한 fiber는 히스톤 단백질을 둘러싼 구조로 이루어져 있습니다.

Post-Image Chromatin Structure
https://www.edwith.org/epigenome-2023/lecture/1473434


이를 구조별로 좀 더 상세하게 살펴봅니다.

Post-Image DNA Packaging
https://www.edwith.org/epigenome-2023/lecture/1473434


Chromosome의 존재는 염색법을 통해 확인할 수 있는데, chromosome에 따라 염색되는 패턴이 다르기 떄문입니다.

Post-Image Chromosome Staining
https://www.edwith.org/epigenome-2023/lecture/1473434


Post-Image Human Karyogram
https://www.edwith.org/epigenome-2023/lecture/1473434


핵 안의 DNA 구조에 대한 전체정리 그림입니다.

Post-Image DNA Packaging
https://www.edwith.org/epigenome-2023/lecture/1473434


이 중 DNA와 nuclear matrix가 접촉하는 부위를 좀 더 자세히 살펴봅니다. 해당부위는 MAR(Matrix-Associated Region) 혹은 SAR(Scaffold Attachment Region)로 부르고, AT-rich region으로 유전자 발현이 잘 되지 않는 영역입니다. 실제로 크로마틴이 highly packaged 영역에서는 새로운 유전자 시퀀스가 삽입되어도 거의 발현되지 않지만, 일반 크로마틴 영역에 삽입되면 유전자 발현이 잘 일어납니다. 이를 ‘Position Effect’라고 합니다.

Post-Image DNA-Nuclear Matrix
https://www.edwith.org/epigenome-2023/lecture/1473434


Post-Image 크로마틴 Packeged vs. Normal
https://www.edwith.org/epigenome-2023/lecture/1473434


뉴클레오좀의 구조를 좀 더 상세히 살펴봅니다.

Post-Image 뉴클레오좀 구조
https://www.edwith.org/epigenome-2023/lecture/1473434


Take Home Message


크로마틴과 크로모좀의 구조를 확인했습니다. 뉴클레오좀의 형성과 구조에 대해 확인했습니다.

This post is licensed under CC BY 4.0 by the author.