메뉴바로가기본문바로가기

동아사이언스

유전정보 발현 조절 ‘RNA’ 만드는 효소 재사용된다

통합검색

유전정보 발현 조절 ‘RNA’ 만드는 효소 재사용된다

2020.01.23 19:00
강창원 KAIST 생명과학과 명예교수(왼쪽)와 홍성철 서울대 물리천문학부 교수. 한국연구재단 제공.
강창원 KAIST 생명과학과 명예교수(왼쪽)와 홍성철 서울대 물리천문학부 교수. 한국연구재단 제공.

생명체의 기본단위인 DNA에는 유전정보가 담겨 있다. RNA는 DNA에 담긴 유전정보를 바탕으로 단백질 합성, 유전자 발현 조절 등 여러 생체 반응과 기능에 직접 관여한다. DNA에 있는 유전정보를 RNA에 그대로 옮겨 생명체에 필요한 단백질을 합성하는 현상을 ‘전사’라고 한다. 유전정보가 담긴 DNA가 원본이라면 RNA는 복사본인 셈이다. RNA 중합효소가 DNA에 결합해 유전정보를 읽는 것으로 알려져 있다. 

 

DNA로부터 RNA를 만드는 전사 과정은 개시와 연장, 종결 3단계로 이뤄진다. 3단계를 통해 RNA가 완성되면 합성 복합체가 완전히 해체됐다가 다시 조립되는 것으로 추정됐다. 그런데 이 과정에서 RNA 합성 복합체를 재사용하는 새로운 과정이 밝혀졌다. 

 

강창원 KAIST 생명과학과 명예교수와 홍성철 서울대 물리천문학부 교수 공동 연구팀은 유전정보를 토대로 단백질을 합성하는 유전자 발현과정의 세부단계 하나를 새롭게 규명한 연구결과를 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 23일자에 발표했다. 

전사과정의 네 단계. 지금까지는 전사과정을 개시, 연장, 종결의 세 단계로 나누었으나, 이번 연구에서 종결 이후 4번째 단계가 발견되어 재생단계라고 명명되었다. 한국연구재단 제공.
전사과정의 네 단계. 지금까지는 전사과정을 개시, 연장, 종결의 세 단계로 나누었으나, 이번 연구에서 종결 이후 4번째 단계가 발견되어 재생단계라고 명명되었다. 한국연구재단 제공.

연구팀은 DNA로부터 RNA가 전사된 이후에도 RNA 중합효소가 DNA로부터 떨어지지 않고 DNA에서 자리를 옮겨 전사를 다시 시작한다는 사실을 알아내고 이른바 ‘재개시(reinitiation)’라고 이름붙였다. 

 

기존에는 DNA에서 RNA가 전사돼 방출되는 동시에 RNA 중합효소가 DNA로부터 떨어져 나온 뒤 다시 전사 복합체가 만들어져 전사 과정을 되풀이하는 것으로 추정됐다. 하지만 이번 연구 결과 RNA 중합효소가 DNA에서 떨어지지 않고 계속 붙은 채로 DNA 내에서 이동하다가 새로운 전사과정을 시작하는 것으로 분석됐다. 

 

연구팀은 이번에 새롭게 밝힌 RNA 중합효소의 메커니즘에 대해 우리 생명체가 복잡한 전사복합체를 해체하고 다시 조립하는 것보다 경제성을 택한 것으로 해석했다. 실제로 RNA 중합효소가 전사를 연속해서 수행하거나 인접한 여러 유전자를 한꺼번에 전사할 때 매우 효율적일 것으로 분석했다. 

 

연구팀은 “이번 연구결과는 모든 세포에서 일어나는 매우 기본적인 과정으로, 고등학교 생물학 교과서에서 전사의 재생과 재개시 단계가 추가될 것으로 기대된다”고 밝혔다. 

이 기사가 괜찮으셨나요? 메일로 더 많은 기사를 받아보세요!

댓글 0

20 + 10 = 새로고침
###
    과학기술과 관련된 분야에서 소개할 만한 재미있는 이야기, 고발 소재 등이 있으면 주저하지 마시고, 알려주세요. 제보하기

    관련 태그 뉴스