유전자 발현(Gene expression) #

유전자 #

유전자(gene)는 DNA라고 불리는 코드로 작성된 유전 물질의 작은 조각이다. 각각의 유전자는 그 안에 생물이 생존을 위해 필요 분자를 만들기 위한 명령어 세트가 있다. 유전자 자체는 유기체에 의해 사용될 수 없다. 그래서 그들은 유전자 산물로 전환되어야 한다. 유전자 발현은 유전자 내에 포함된 정보는 유용한 생성물로 되는 과정이다.

유전자는 RNA 또는 단백질 중 하나로 표현될 수 있다. 그러나 모든 유전자 생성물은 항상 필요한 것은 아니며며 지속적인 양으로 요구될 필요가 없다. 사실, 유전가는 세포에게 매우 강력한 요구 조건이다. 그런데 몇몇의 유전자 생성물은 세포에 해로운 영향을 줄 수 있고 세포의 수명을 마무리 지을 수 있다. 이러한 이유 때문에 항상 모든 유전자가 발현되는 것이 아니라 환경에 따라서 필요에 의해 유전자의 발현을 조절한다.

유전자의 발현 #

DNA의 유전 정보가 RNA로 전사되어 단백질이 합성되는 과정이다. 유전자 발현에 의하여 유전자형에서 표현형이 나타나게 된다. RNA 전사는 DNA의 한 가닥만을 주형으로 한다. 생물 개체는 각각의 세포마다 유전체 전체가 들어 있다. 사람의 경우에도 세포 마다 23 쌍의 염색체가 모두 들어있다. 따라서 생물의 발생과 신진대사 과정에서 유전자의 발현은 필요한 부분에서 필요한 만큼만 일어나도록 조절되어야 한다.

발현이 필요할 때, 언제 필요한지, 얼마나 필요한지 어떻게 알까? 우리 세포는 실제로 자신과 환경을 모니터링 메커니즘의 매우 복잡한 시스템을 가지고 있다. 이들은 내부 및 외부 신호를 받아 그것들을 분석하고, 유전자 생성물이 필요한 경우 다음 결정한다. 이 유전자 산물이 필요하다고 결정되면, 세포는 유전자 산물을 생성하는 과정을 가진다.

유전자 산물을 생성하는 첫 번째 단계는 유전자의 사본을 만드는 것이다. 유전자는 핵을 떠날 수 없어서, 우리는 메신저 RNA (mRNA의)라고 불리는 사본이 필요하다. mRNA는 핵을 떠날 수 있다. 그런데 mRNA는 어떻게 만드는가? 첫 번째 단계는 상류 지점에 목표 유전자를 포함하는 DNA에 전사 인자 (transcription factor)가 붙는 것이다. 전이 개시 포인트는 DNA의 서열은 프로모터 영역(Promoter region)이라고 한다.

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