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.
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.
Organization of the Mammalian Cell Nucleus
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크로마틴의 구조를 살펴봅니다. Chromosome은 크로마틴 fiber 형태의 구조로 이루어져 있습니다. 이러한 fiber는 히스톤 단백질을 둘러싼 구조로 이루어져 있습니다.
Chromatin Structure
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이를 구조별로 좀 더 상세하게 살펴봅니다.
DNA Packaging
https://www.edwith.org/epigenome-2023/lecture/1473434
Chromosome의 존재는 염색법을 통해 확인할 수 있는데, chromosome에 따라 염색되는 패턴이 다르기 떄문입니다.
Chromosome Staining
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Human Karyogram
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핵 안의 DNA 구조에 대한 전체정리 그림입니다.
DNA Packaging
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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.
DNA-Nuclear Matrix
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크로마틴 Packeged vs. Normal
https://www.edwith.org/epigenome-2023/lecture/1473434
뉴클레오좀의 구조를 좀 더 상세히 살펴봅니다.
뉴클레오좀 구조
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Take Home Message
크로마틴과 크로모좀의 구조를 확인했습니다. 뉴클레오좀의 형성과 구조에 대해 확인했습니다.