Codon이란 무엇인가?
Codon은 RNA로부터 단백질을 만드는 translation 과정을 설명할 때 등장하는 용어입니다. DNA 구성 염기 A, G, C, T(RNA 입장에서는 T대신 U로 대체됨)가 3개씩 짝을 이뤄 아미노산 1개를 결정하게 됩니다. 예를 들어 ATG(RNA 입장에서 보면 AUG)로 배열되면 이것은 Met 아미노산이 됩니다. 동시에 ATG는 start codon 즉, translation의 시작점을 알리는 codon이 됩니다. 경우의수로 따지자면 4가지 염기가 각 자리에 들어올 수 있으니 4x4x4=64개의 codon이 존재합니다. 64가지가 모두 아미노산을 결정짓는 것은 아니고 UAG, UAA, UGA 3가지 조합은 stop codon을 만들어 냅니다. Translation이 종결되는 위치를 결정해 주는 역할입니다. AUG는 start codon이면서 동시에 Met 아미노산을 결정하므로 총 64개의 codon 조합 중에서 아미노산을 결정하지 못하는 codon은 stop codon 3종입니다. 그래서 최종 61개의 codon이 아미노산을 결정합니다.
Translation의 과정
DNA로부터 RNA가 transcription되고 splicing이 일어나면서 온전한 mRNA가 만들어 진다는 설명을 이전 포스팅에서 드렸습니다. Translation은 mRNA로부터 단백질이 만들어지는 과정을 의미합니다. Translation을 한국어로 표기하자면 '번역'이라고 표현할 수 있습니다. Codon을 결정짓는 mRNA sequence를 따라 tRNA가 그에 맞는 아미노산을 운반합니다. 아미노산이 하나씩 차곡차곡 운반되면서 Ribosome에 의해 polypeptide 합성이 진행됩니다. Ribosome은 Large subunit과 small subunit으로 이루어져 있습니다. Start codon으로 부터 시작된 translation 과정은 UAA, UAG, UGA stop codon들을 만나면 종결됩니다.
Post-translational modification이란
Translation까지 완료되어 단백질이 생성되고 나면 단백질은 체내에서 고유의 기능을 하게 됩니다. 그런데 이 단백질이 On/Off 역할을 해야하는 경우도 있고 무언가 조금 다른 역할을 해야하는 경우들이 있습니다. 이러한 경우 원래대로라면 조금 다른 형태의 단백질은 DNA로부터 mRNA를 다시 만들어내고 또 다시 단백질을 만들어내야 합니다. 그런데 우리의 시스템은 보다 효율적인 방법으로 이를 조절하기도 합니다. 그것은 바로 이미 만들어진 단백질에 modification들을 해서 단백질의 기능이나 작동 여부를 약간씩 변형시켜주는 것입니다. 이 과정을 post-translational modification이라고 부릅니다. 예를 들어 acetylation, methylation등의 modification도 있고, glycosylation등의 당단백질이 되는 과정도 있습니다. Ubiquitination등의 과정도 존재하는데 ubiquitination은 Ub가 1개가 붙으면 보통 어떤 표적의 인지 역할을 하고, polyubiquitination이 되면 기능을 다한 단백질의 degradation 역할을 하는 작용을 하기도 합니다.
이러한 단백질의 modification 과정은 histone 단백질에서도 일어납니다. 만약 이러한 modification이 histone 단백질에서 일어날 경우 DNA의 transcription을 조절하는 역할을 하게됩니다. Chromatin compaction이 일어나게 하여 DNA의 transcription을 억제하기도 하고, 반대로 또 어떠한 modification은 transcription을 activation 하기도 합니다. 이러한 단백질의 여러 modification 조절에 관한 연구를 하는 학문 분야가 epigenetics입니다. 이전에도 잠시 언급을 했던 적이 있는데 Histone의 modification과 epigenetics 분야는 이후에 좀 더 자세하게 풀어서 설명해 보도록 하겠습니다.
댓글