박테리아의 제한효소가 자신의 염기서열은 자르지 않는 이유가 무엇인가요?
박테리아가 가진 제한효소가 외부에서 들어오는 염기서열은 절단하는데, 자신의 서열은 절단하지 않게 하는 기작의 원리는 무엇인가요?
안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다. 박테리아가 가진 제한효소는 외부에서 들어오는 염기 서열을 인식하고 절단하는데 사용되는데, 자신의 서열이 절단되지 않게 하는 기작은 메틸화(Methylation)라는 화학적인 변화에 의해 이루어집니다.
박테리아의 DNA는 특정 부위에 메틸화라는 화학적인 변화가 일어납니다. 이렇게 메틸화된 부위는 제한효소가 인식하는 특정 염기 서열이면서 동시에 절단되지 않는 영역이 됩니다. 제한효소는 자신의 인식부위에 대해 메틸화 여부를 확인하고, 메틸화된 부위는 절단되지 않고 인식되지 않는 것이 원리입니다.
이렇게 박테리아는 자신의 DNA를 메틸화하여 자체적으로 제한효소에 의한 DNA 절단을 피하고, 외부에서 들어오는 DNA를 제한효소에 의해 절단함으로써 외부의 유해한 DNA에 대한 방어 기작을 갖추게 됩니다. 이러한 메틸화 기작은 박테리아의 유전자 조절, 유전자 전달, 복제 등 다양한 생물학적 과정에서 중요한 역할을 수행합니다.
박테리아의 제한효소가 자신의 염기서열을 절단하지 않는 이유는 보통 면역력을 유지하기 위한 방어 기제로 이해됩니다. 제한효소는 외부에서 침입한 바이러스나 이동성 유전자 등의 이질적인 염기서열을 인식하여 절단하는 기능을 수행합니다. 그러나 자신과 같은 염기서열을 절단하게 되면 치명적인 손상을 입을 수 있으므로, 이를 방지하기 위해 자신의 염기서열 주변에 보호막을 형성하거나, 다른 활성화된 효소와의 상호작용으로 절단을 방지하는 등의 방어 기전을 가지고 있습니다. 이러한 방어 기전은 박테리아가 자신의 유전체를 안전하게 유지하면서도 다양한 환경에서 생존할 수 있도록 도와주는 중요한 역할을 합니다.
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.
박테리아가 가진 제한효소는 외부에서 들어오는 염기서열을 인식하여 절단하는 기능을 가지고 있습니다. 이러한 기능은 박테리아가 유전자의 침입으로부터 자신을 보호하기 위한 방어 체계로 작용합니다.
박테리아는 자신의 유전자 서열을 보호하기 위해 다양한 기전을 사용합니다. 그 중 하나는 유전자 내부에 있는 특정 염기서열, 즉 제한효소 인식 부위를 수정하는 것입니다. 이러한 수정은 제한효소가 인식하는 염기서열을 변경하므로, 자신의 유전자 서열을 보호할 수 있습니다.
또한, 박테리아는 자신의 유전자를 보호하기 위해 유전자 내부에 있는 특정 염기서열, 즉 메틸화된 시토신(Cytosine)을 사용합니다. 메틸화된 시토신은 제한효소가 인식하지 못하도록 만들어주는 역할을 합니다.
따라서, 박테리아는 자신의 유전자 서열을 보호하기 위해 제한효소 인식 부위의 수정과 메틸화된 시토신 사용 등의 기전을 사용하여 외부에서 들어오는 염기서열을 절단하지 않고, 자신의 유전자를 보호합니다.
안녕하세요. 김민규 과학전문가입니다.
대장균이 자신의 DNA를 보호하고 외부 DNA가 침입해왔을 때의 방어를 위해 제한효소가 존재합니다.
그렇기 때문에 외부 DNA는 제한효소로 잘라서 활성을 없애야 하고 자신의 DNA는 보호하게 됩니다.
그래서 자신의 DNA의 제한효소 절단부위를 감지하지 못하게 하기위해서 특정 염기서열이 메틸화 되어있다고 합니다.
전문용어로 Methylation이라고 하며 이 Methylation에 의해 제한효소가 DNA를 자르지 못하게 작용합니다.