RNA ? 내가 정말 모르고 살았구나.. RNA editing

몸안의 지방들 -지질 및 콜레스테롤 등-은 물에 녹지 않기 때문에 혈액 중에 있을 때는 Apo-proten(아포단백질)과 결합을 해서 지단백(lipoprotein)-지방과 단백질이 결합된 거대분자구조-를 이루어서 다닌다.

우리가 나쁜 콜레스테롤이라고 하는 것은 LDL(Low Density Lipoprotein)은 콜레스테롤과 ApoB라는 단백질이 결합된 형태이고 좋은 콜레스테롤이라고 하는  HDL(High Density Lipoprotein)이라는 것은 ApoA 라는 단백질과 콜레스테롤이 결합된 형태이다.

LDL이나 HDL 등의 형태로 혈액에 있다가 간세포나 다른 세포에 있는 수용체에 결합되어 세포 내로 들어가게 된다.

결국  ApoB 단백질이 없으면 LDL이 만들어지지 않고, 나쁜 콜레스테롤이 몸에서 줄어들게 된다.

 

이 ApoB라는 단백질은 primary transcript 에는 29개의 엑손(exon)으로 나누어져 있다가 splicing에 의해 29개의 엑손들이 다 결합하여 mRNA가 된다.

이렇게 해서 만들어지는 최종 단백질은 총 4536개의 아미노산을 가지게 되고 제일 앞쪽에 있는 27개의 아미노산 signal peptide이므로 이게 짤려져나가서 28번부터 4536번 아미노산까지 있는 4509개의 아미노산으로 된 것이 혈액에서 콜레스테롤과 결합하여  LDL 입자를 만들게 된다.

그런데 이게 좀 복잡한 이야기가 있다.

Splicing이 끝나고 mRNA가 만들어지면 끝난 이야긴데, 여기서 “자기 마음대로??” 바꾼다.

이름하여 RNA editing (RNA편집)….

2180번 단백질이 글루타민(glutamine, Q)이고 이를 코딩하는 유전자 코돈이 CAA (cytidine-Adenosine-Adenosine)인데 cytidine deaminase (시티딘 디아미나제, cytidine에서 아민기를 제거하는 효소)가 Cytidine 을 Uridine로 바꾸어버린다. 이런 일이 일어나는 위치는 exon 26번 상에서이다.

Slide8

그래서 CAA가 UAA가 되는데.. 공교롭게도 UAA는 아미노산 합성을 중지시키는 termination codon 중 하나이다.

즉, 이렇게 edited RNA가 세포질에서 라이보좀에 의해 단백질로 만들어지다가 1번부터 2179번까지 만들어지고는 멈춰버린다. 결국 signal peptide도 잘려나가고나면 나오는데 28-2179번까지의 2152개 아미노산짜리 단백질이된다.

 apob-editing

RNA editing of the apo-B gene. In mammals, the apo-B gene is expressed in both hepatocytes (liver cells) and intestinal epithelial cells. However, in liver cells, its product is a 500 kD protein called Apo-B100 whereas in intestine cells its product is a smaller protein called Apo-B48. The Apo-B100 is produced without RNA editing, but the Apo-B48 is synthesized from an mRNA whose sequence has been altered by a specific enzyme. This enzyme changes a codon, CAA, in the middle of the original mRNA to the stop codon UAA, thereby causing early termination of the protein synthesis. (Source: http://www.web-books.com/MoBio/Free/Ch5A9.htm)

 

결국 4509개아미노산으로 구성된 단백질(ApoB 100)에서 2152개짜리 단배질(ApoB 48)이 되고 만다. 이런 것을 C-U RNA editing이라고 한다.

이걸 정리한 Youtube가 아래와 같다.

 

위와 같은   C-U editing 은 deamimation에 의해 기존의 뉴클레오타이드에서 아민기를 제거해서 다른 뉴클레오타이드로 만드는 방식으로 A-I (adenosine)을 I(inosine) 으로 바꾸는 것도 있다.

 

이런 deamination 방식 외에도 아예 새로운 nucleotide를 끼워넣거나(insertion)이나 없애는 (deletion)방식의 RNA editing도 있다.  이 경우는 mRNA상의 꽤 많은 uracil들이 영향을 받아서 pan-editing이라고 부르기도 한다.

이러한 RNA editing은 바이러스부터 동물까지 다양한 생명체에서 일어나는 것으로 알려져 있다.

 

좀 더 알고 싶으면 wiki아저씨에게 물어보길….

 

 

 

 

자료원:

1. http://www.web-books.com/MoBio/Free/Ch5A9.htm

2. http://www.seumi.com/bbs/board.php?bo_table=nb5&wr_id=295

3. Wikipedia, NCBI gene database 등..

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