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DNA와 단백질 HOME > 자료실 > DNA와 단백질
일부 정크 DNA는 단백질 생성의 시동을 걸고 있었다.
(Novel 'Junk DNA' Sequences Jumpstart Protein Production)
Jeffrey Tomkins

   연구자들은 사람 유전체에 있는 12,000개 이상의 새로운 DNA 염기서열들을 확인했다. 그것의 대부분은 한때 정크 DNA(Junk DNA, 쓰레기 DNA)로 생각했던 부위의 것들이다.[1] 이 새롭게 발견된 DNA 서열은 어떤 상황 하에서 단백질 생성을 시동한다는 것이다. 이것은 세포내에서 단백질이 어떻게 생산되는 지에 대한 새로운 관점을 제공하고 있었다.

유전자들이 세포핵 내에서 발현될 때, 표준 패러다임은 다음과 같은 것들을 진행한다 : 첫째, 전사 RNA 또는 메신저 RNA(mRNA)라고 불리는 유전자의 한 RNA 복사본이 만들어진다. 둘째, mRNA 전사는 유전자 발현을 조절하는 조절 신호들과 요소들의 구분에 기초하여 다른 변이체안으로 접합된다. 마지막으로, 핵 밖으로 그리고 세포질 안으로 운반되는 RNA를 위한 인식 및 결합 신호를 제공하기 위해서, 그리고 번역(translation)이라 불리는 한 과정에서 단백질을 만들기 위한 주형으로 사용되기 위하여, 7-methylguanosine cap이라 불리는 특수 태그(tag, 꼬리표)와 같은 분자가 RNA의 앞쪽 끝부분에 추가된다. mRNA 처리 단계에서 이 캡핑(capping) 단계는 '캡-의존성 번역(cap-dependent translation)'이라 불리는 한 과정의 핵심 부분이다.

이러한 형태의 캡핑 메커니즘을 사용하지 않는 또 다른 유형의 번역은 처음 바이러스 유전자에서 발견되었고, 또한 사람을 포함하여 다른 여러 종류의 동물들에서 발견되었다.[2] 이러한 유형의 번역은 mRNA 전사체 위로 추가되는 RNA 염기서열의 다양성을 사용한다. 간혹 그들은 mRNA를 만드는 그리고 간혹 만들지 않는 유전자에 직접 암호화되어 있다. 이러한 유형의 번역은 '캡-독립적(cap-independent)' 번역이라 불려지고 있고, 세포의 성장, 신진 대사, 스트레스 반응과 관련된 중심 생물학적 역할과 연루되어있다.[2]

사람에서 캡-독립적 번역은 아직까지 잘 이해되지 않고 있으며, 그 여러 특성들을 암호화하고 있는 DNA 염기서열은 현재까지 잘 알려져 있지도 않고, 결정하기도 어렵다. 최근 과학자들은 캡-독립적 번역에 관여하는 mRNA에 부착되는 번역-향상 요소(translation-enhancing elements, TEEs) 조각들의 광범위한 다양성을 집단적으로 포획할 수 있는 한 기술을 개발했다.[1] 연구자들은 수조 개의 RNA 분자들에서 이들 TEEs를 포획한 후, 인간 유전체(genome) 전체에 걸쳐서 그들의 DNA 염기서열과 위치를 결정했다.

과학자들은 인간 유전체가 12,000개 이상의 TEEs를 포함하고 있다는 사실을 발견하곤 놀랐다. 작은 수의 이들 염기서열들은 유전자 다음에 직접 위치해있다. 이것은 어떤 경우에서  mRNA 분자에 그들의 부착을 설명해준다. 그러나 TEEs의 10,000개 이상(대부분)은 유전체 주위의 유전자들 사이에 위치한다. 그러므로 유전자 자체와는 별도로 RNA 조각 안으로 복사된다. 그리고 앞에서 기술한 RNA 처리 과정 동안에 부착된다. 더욱 놀라운 것은 이러한 염기서열은 한때 의미 없는 염기서열이라고 생각했던, 자주 정크 DNA라고 불렸던 부위의 유전체를 가로지르며 위치하고 있었다.

물론, 이제 '정크 DNA'라는 용어는 쓰레기통에 들어가야 한다는 것을 우리는 알고 있다. 과학자들은 전 유전체가 모두 기능적이라는 사실을 발견하고 있기 때문이다.[3] 이러한 새로운 발견은 유전체가 가상의 진화론적 과정에 의한 산물이라는 개념을 폐기시키고 있을 뿐만 아니라, 유전체의 무한한 복잡성과 창조주의 지혜를 보여주고 있는 것이다.


References

1.Wellensiek, B. P. et al. 2013. Genome-wide profiling of human cap-independent translation-enhancing elements. Nature Methods. Posted on nature.com on June 16, 2013, accessed July 1, 2013.
2.Kaiser, C. et al. 2008. Activation of cap-independent translation by variant eukaryotic initiation factor 4G in vivo. RNA. 14 (10): 2170-2182.
3.Tomkins, J. 2012. Junk DNA Myth Continues Its Demise. Acts & Facts. 41 (11): 11-13.

* Dr. Tomkins is Research Associate at the Institute for Creation Research and received his Ph.D. in Genetics from Clemson University.

 

출처 : ICR News, 2013. 7. 17.
URL : http://www.icr.org/article/7566/
번역자 : 미디어위원회

관련 자료 링크:

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2. DNA의 놀라운 복잡성이 밝혀지다. : '정크 DNA(쓰레기 DNA)'는 없었다. (Astonishing DNA complexity uncovered)
3. 전이인자는 배아 발달 시 핵심적 역할을 하고 있었다. : 정크 DNA 개념의 계속되는 실패 (Transposable Elements Key in Embryo Development)
4. 설계를 가리키는 DNA의 유연성 (Design in DNA: Flexibility Is Just Right)
5. 사람과 침팬지의 Y 염색체 차이는 30% 이상이었다. (Y Chromosome Evolving Rapidly Is the Y chromosome a “hot spot of evolution”- in both humans and chimpanzees?)
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9. ‘정크’ DNA가 없는 식충식물. (Carnivorous Plant Throws out ‘Junk’ DNA)
10. 정크 DNA의 질질 끄는 죽음 (The lingering death of junk DNA)
11. 일부 정크 DNA는 신경세포 통로를 만드는 중요한 안내자였다. (Some Junk DNA Is Important Guide For Nerve-cell Channel Production)
12. 동물들은 우연히 쓰레기로부터 생겨났는가? (Animals from Junk by Chance)
13. 인트론의 기능에 대한 새로운 이론 : 돌연변이 흡수제 (New Theory for Introns : Mutation Sponges)
14. 새로 밝혀지고 있는 정크 DNA의 용도 (Revealing Purpose in Junk DNA)
15. 정크 DNA에서 더 많은 중요한 역할들이 발견되었다. (More 'Candy Found' in Junk DNA)
16. 비암호화된 DNA는 상상했던 것보다 훨씬 더 복잡했다 (Non-Coding DNA Has Far More Complexity Than Was Imagined)
17. 정크 DNA 패러다임에 도전한 한 젊은 과학자. (How One Bright Young Scientist Challenged the Junk-DNA Paradigm)
18. 정크 DNA는 정말로 쓸모없을까? : 유사유전자를 통하여 본 정크(junk) DNA의 놀라운 기능들 (Is junk DNA useless? : The marvelous functions of pseudogenes)
19. 유전체의 정크는 세포의 항공 교통 관제관이었다. (Genomic Junk Is Cell’s Air-Traffic Control)
20. 다기능 유전자는 탁월한 프로그래밍을 가리킨다. (Multifunctional Genes Indicate Ingenious Programming)
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