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오늘은 후성 유전체 두 번째 시간으로 첫 번째에서는 유전체 발현에 DNA상에서의 메틸레이션의 영향에 대해서 살펴봤다면, 오늘은 DNA가 감싸고 있는 히스톤에서의 메틸레이션에 대해서 살펴보고자 한다.

우선 DNA는 인간의 세포핵속에서 30억 bp정도의 염기 형태로 죽 늘어져 있는것이 아니라 히스톤이라는 단백질에 감겨져 있다. 어머니가 실을 실패에 감싸서 실이 엉키지 않도록 보관하고 바느질을 하실때 실패의 실을 풀어서 사용하시는 것처럼 30억 bp DNA(실)는 실패(히스톤 단백질들)에 잘 감겨져 있다.


우리가 흔히 보는 X자 모양의 DNA들은 히스톤 단백질에 감겨져 있으며, 이렇게 감겨진 DNA와 히스톤 단백질을 가리켜 뉴클레오좀이라고 부른다.
(출처: http://jasmine71.wordpress.com/2009/03/23/debunking-evolution-in-laymans-terms/)

동그란 모양의 히스톤 단백질은 그 구성에 따라 H2A, H2B, H3, H4의 네개의 단백질이 쌍으로 총 8개의 단백질로 구성되며 위의 그림의 빨간 공이 바로 이 단백질들로 구성된다.

DNA가 감싸게 되는 히스톤 단백질 H3, H4가 다이머 H2A와 H2B가 다이머로 ~~연결되어 최종적으로 옥타머 형태로
(출처: 위키피디아)

H3
K4me1란, 동그란 공모양의 단백질 중 H3단백질 라이신41메틸레이션 또 다시 말해 히스톤3 단백질의 라이신4에 1개의 CH3가 붙으면 (즉, 메틸화되면) 혹은 2~3개의 CH3가 붙으면 이를 각각 dimethylation, trimethylation이라고 부른다. 화학식으로 라이신에 1~3개의 메틸기가 붙은것을 표현하면 아래 그림과 같다.

(출처: 위키피디아)

이렇게 라이신의 메틸화는 첫 그림의 히스톤의 쭉쭉 삐져나온 (검은색의 더듬이처럼 삐져나온) 히스톤 테일 부분에서 주로 일어나게 된다. 또한 어떠한 히스톤의 (H3냐 H4냐...) 어떤 라이신 (K4냐 K3냐...)에 한개~세개가 메틸레이션(m1, m2, m3)이 되었느냐에 따라서 어떤 히스톤의 메틸레이션이 유전자의 발현을 조절하게 된다.

히스톤 단백질의 꼬리부분의 라이신의 메틸레이션에 대한 깔끔한 그림 ^^;;
(출처: Nat Rev Gen, Next-generation genomics: an integrative approach)

이상으로 두 시간에 걸쳐 1) DNA에서의 메틸레이션과 2) DNA에 의해 감겨진 히스톤 단백질의 메틸레이션에 대해서 각각 알아봤다. 다음 시간에는 각각을 NGS 기술을 통해 어떻게 알아내는지와 실제 어떻게 사용되는지에 대해서 알아보겠다.

또 하나 중요한 것은 DNA의 서열상에서 SNP과 같은 변이는 사람이 그 DNA를 가지고 태어난 이상 서열을 바꾸거나 할 수 없지만, 그 변이를 가진 유전자를 실제 워킹하게 또는 워킹하지 않게 또는 많이 워킹, 적게 워킹하느냐는 어느정도 가능한(사람의 세포에 존재하는 모든 DNA서열을 바꾸는 일보다는 수월한) 일이기에 아무리 당장 내일 죽을 유전자를 가지고 태어났더라도 후성유전체에 대한 연구가 많이 이루어진다면 이전에도 말했듯 벽에 X칠할때까지 살게 될 수 있으니 너무 걱정 마시길... -.-;;


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