Z-DNA 구조와 기능

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Z-DNA 구조와 기능에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 서론
2. 본론
1) 이중 나선(Double helix)구조
2) 우선형 구조(right handed helix)
3) 좌선형 구조(left-handed helix)
3. 결론
4. 참고 문헌

본문내용

, 염색체로부터 히스톤 성분이 제거되어 노출(naked)된 형태의 수퍼코일 DNA(supercoiled DNA)가 되며, 여기에 일부 항-Z 항체가 결합한다. 이들 수퍼코일 DNA(supercoiled DNA)가 되며, 여기에 일부 항-Z항체가 결합한다. 이들 수퍼코일이 제거되어진 DNA에는 어떠한 결합도 일어나지 않는데, 뒤틀림의 힘에 의해 DNA가 좌선형으로 되어야 한다는 것을 의미한다. 이에 반하여, 항-B항체들은 쉽게 염색체의 여러 부위에 결합하며, X-선 회절 기술에 의해 얻어진 결과를 확신시켜 주는 것처럼 염색체 DNA의 거의 대부분이 B-구조로 되어 있음을 알려준다.
대다수의 염색체 DNA내에 있는 일부 싸이토신 잔기의 C5원자 (5-methyl cytosine or m5c)에는 메틸기가 부착되어 잇다. 이들 메틸기는 싸이토신이 DNA사슬에 통합된 뒤 DNA메틸 레이즈(DNA methylase)라고 하는 특이한 효소에 의해 첨가된다.
또한 메틸기는 아데닌기에 첨가되어 6-메틸아데닌을 형성할 수 있다. 이러한 기들은 DNA가 합성된 후 DNA메틸레이즈에 의해 부가되는데 싸이토신을 변형시키는 경우와는 다르다. 원핵세포 네에 있어서 싸이토신의 메틸화(methylation)보다는 아데닌의 메틸화가 더 보편적으로 이루어지는 반면 진핵세포에서는 모든 메틸기가 오직 사이토신 잔기에만 부가된다.
G C DNA 메틸레이즈 G C-CH3 DNA 메틸레이즈 G C-CH3
C G C G H3C-C G
[싸이토신을 변형시키는 진핵세포 DNA메틸리에즈의 작용]
진핵 세포에 있어서 DNA메틸레이즈는 주로 싸이토신의 3’쪽이 연결된것
C5\'CG3\']을 변형시키는데 이러한 다이뉴클레오타이드(dinucleotide) 배합은 우연히 이루어진다기보다는 진핵세포 제놈(genome)에 얼마간 존재한다. 그러나 모든 5\'CG3\'이 메틸화되는 것이 아니며, 다세포(multicellular)생물의 각기 다른 형태의 세포(조직 : tissue)에 따라서는 유전자의 메틸화 정도에 차이가 있다. 어떤 중요한 조절 부위에 있는 CG가 메틸화되면 종종 유전자 발현이 촉진된다. 그러나 이 법칙에도 예외가 있다. 메틸화가 많이 된 유전자들은 발현되지만 발현되지 않은 유전자들은 메틸화가 되어 있지 않았으며, 메틸화된 정도는 유전자의 전사(transcription)가 시작된 후 몇시간 경과 후에 점차적으로 감소 될 수 있다. 더욱이 효모(yeast)나 초파리(Drosophila)에서는 메틸화된 DNA가 발견되지 않았다. 따라서 탈메틸화(demethylation)는 유전자 발현의 원인이나 선결조건이라기 보다는 유전자 활성의 결과일지도 모른다.
싸이토신 잔기가 메틸화되면 B-DNA를 Z-DNA로 전환시키는 능력이 있으므로 유전자 기능에 변화를 가져올 수 있다. 대부분 세포내에 있는 양이온 수준에서 서로 전환 가능한 CG 부분은 대부분 B-DNA 구조로 존재하지만, 싸이토신이 메틸화된 후 그 평형상태는 Z 형태쪽으로 기우는데 그 이유는 다음과 같다.
B-DNA인 경우, 메틸기는 큰 홈(major groove)의 주변부층으로 돌출하여 지형을 불안정하게 하는데 반하여 Z형태인 경우, 그 메틸기는 안정된 소수성 구획을 형성하게 한다. 또 메틸기가 없으면, 그 구획은 물로 채워질 수밖에 없다.
Enhancer Z-DNA antibody가 binding되었다. 1983년 Rich는 SV40 DNA에 Z-DNA antibody를 처리하였더니 3군데에 binding되었는데 그 부위를 분석해 본 결과 72bp Sequence가 세번 반복된 곳인 enhancer 부위였다. Z-DNA가 binding된 곳에는 72bp repeat 내에는 다시 8bp purini-pyrimidine alternative siquence가 있엇다. 유전자 발현 조절부위에 Z-DNA antiboey가 bimeing되었으므로 Z-DNA가 유전자의 발현 조절에 기여하고 있을 수 있다는 data로 평가된다. 그러나 다른 종류의 enhancer 부위에서도 alterative purine-pyrimidine sequence가 반드시 발견되지는 않았다.
Supertwisted DNA가 되면 Z-DNA의 형성에 도움을 준다. 1984년 Rich는 plasmie DNA가 되면 Z-DNA에 Hhal site(GCGC)을 포함한 Z-DNA Sequence를 cloning하고 얻어낸 recombinant plasmid를 만들었다. 이 plasmid를 Hhal으로 처리하였을때 정상적으로 절단되면 B-DNA로 전환된 것을 알수 있다. 이것은 megative supercoiling 이 Z-DNA로의 전환에 도움을 준다는 것을 알 수 있게 한다. Z-RNA도 가능하다. 1987년 Zarling은 cytoplasmec Z-RNA 를 발표하였는데 Z-DNA Sequence도 transcroption되는 경우가 많은 것으로 보아 그 transcripq(RNA)는 Z-RNA를 형성할 가능성이 있다. 따라서 Zarling은 r(CBr-G)repeat sequence를 합성하여 antibody를 만들고 이를 이용하여 Z-RNA를 detection하였다. 이 때 사용한 Z-RNA antibody는 Z-DNA와는 결합하지 않았다.
right handed인 B-helix가 left-handed인 Z-helix로 전환되면 그만큼(+)값을 갖고 있던 twist가 (-)값을 갖게되며 그 결과(-)Superturm을 relax시켜주게 된다. 이는 cruciform 구조가 그 자체에 해당하는 길이만큼의 twist를 풀어준 상태임에 비하여 twist sign(+)에서 (-)로 전환된 Z-DNA로의 전환은 그 영향이 두 배로 증폭시킨것과 같다. 따라서 (-) Supertwisted DNA는 Z-helix로 전환을 강하게 지원하고 있음을 알 수 있다.
Purine-pyrimidine alternative sequence는 Z-DNA형성에 필수 요건이 아니다. 1985년 Richs는 pyrimidine이 반복되지만 중간에 예외적인 nucleotide 가 들어있는 경우에도 그 경향은 약하나 Z-DNA가 형성될 수 있으

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Z-DNA,   Z-DNA 구조,   Z-DNA 기능