유전자가위 염기 인식 개수가 3개, 1개인 이유

Question

유전자가위인 zfn의 zf와 탈렌의 tale이 각각 염기를 3개, 1개 인식한다는데 왜 그런건가요? 자세히 설명해주시면 감사하겠습니다.

Answer 1

안녕하세요. 박온 전문가입니다.

유전자가위에서 ZFN과 TALEN의 염기 인식 차이는 각 단백질의 구조적 특징 때문입니다.

ZFN 는 징크 손가락 단백질이 3개의 염기를 인식합니다. 각각의 징크 손가락 도메인은 3개의 염기에 결합하여 DNA 서열을 특정합니다. 여러 징크 손가락 도메인이 배열되어 길고 복잡한 서열을 정확하게 인식할 수 있습니다.

TALEN는 TAL effector 단백질이 1개의 염기를 인식합니다. 각각의 TAL effector 도메인은 단일 염기에 특이적으로 결합하며, 여러 도메인이 배열되어 전체 DNA 서열을 인식합니다. 이 구조는 각 도메인이 1개의 염기를 인식하는 방식을 사용하여 유연성을 제공합니다.

즉, ZFN은 각 단백질이 여러 염기를 인식하여 특정 서열을 인식하고, TALEN은 각 단백질이 개별 염기를 인식하여 서열을 인식하죠.

Answer 2

유전자가위에서 ZFN의 Zinc Finger(ZF)와 TALEN의 TALE이 각각 염기 서열을 3개, 1개씩 인식하는 이유는 그들의 단백질 구조와 DNA 결합 방식의 차이 때문입니다. ZFN의 ZF는 각 모듈이 DNA의 특정 3개의 염기를 인식할 수 있도록 설계되어 있으며, 이는 자연적으로 발견된 형태에서 변형된 결과입니다. 반면, TALEN의 TALE 단백질은 각 모듈이 단일 염기를 인식하도록 특화되어 있으며, 각 TALE 반복 단위는 하나의 염기와 상호작용할 수 있도록 매우 정교하게 맞춰져 있습니다. 이러한 차이로 인해 ZFN은 더 짧고 강력한 결합을 하는 반면, TALEN은 더 긴 서열에서 높은 특이성을 가질 수 있습니다.