1. Eukaryoric Cell
1) Differential gene expression
세포는 모두 동일한 유전체를 지니고 있지만 세포 유형의 차이를 가져오는 것은 차등적 유전자 발현이 나타나기 때문이다.
- 전형적인 분화된 인간 세포는 단백질을 암호화하는 유전자 중 대략 1/3 정도를 발현한다.
- 한 개체에 존재하는 모든 세포는 동일한 유전 정보를 가지고 있다. 예외) 면역계세포
- 세포에서 발현되는 유전자
- housekeeping gene(about 35%)
- tissue-specific gene(the others)
2) Regulation of chromatin structure
이질염색질은 염색질이 응축된 형태이기 때문에, 전사 기구가 접근하지 못한다. 진정염색질은 이질염색질에 비해 덜 응축되어 있어 전사 기구의 접근이 용이하고 비교적 전사되기 쉽다. 한 번 메틸화된 DNA는 복제 과정에서 메틸화된 부분을 인식하기 때문에 세포 분열이 계속되더라도 메틸화가 유지된다.
Histone tail modification
nucleosome의 histone의 NTD는 바깥쪽으로 돌출되어 있다. 이에 특정 작용기가 결합하여 염색질의 구조적 변화를 일으킨다.
아세틸화
일반적으로 염색질 구조가 느슨해지고 유전자 발현량이 증가한다.
메틸화
일반적으로 염색질 구조가 응축되고 유전자 발현량이 감소한다. 일반적으로 사이토신 염기에 메틸기가 첨가된다.
Epigenetic inheritance
- 2003년 듀크 대학 연구팀 : 메틸기를 제공하는 화합물이 포함되지 않은 음식을 섭취한 어미 생쥐의 자손은 뚱뚱하고 노란 털을 지니고 있었고, 엽산처럼 메틸기를 제공하는 화합물이 포함된 음식을 섭취한 어미 생쥐의 자손은 얼룩덜룩한 갈색 털과 정상 체중을 가지고 있었다.
- 2018년 네덜란드 겨울 기아 시기에 태어난 자손 연구 : 제 2차 세계대전 말기에 나치는 네덜란드로 식량이 수송되는 것을 전면적으로 막았으며, 당시 임신 중이었던 여성의 아이들은 출생 후 장기간에 걸쳐 건강 문제를 보였다. 미국과 네덜란드 연구팀은 기아를 경험했던 성인과 그들의 형제/자매간의 비교 연구를 진행하고 통계학적 분석을 통해 두 그룹 사이에 나타나는 특정 유전자들의 DNA 메틸화 패턴 차이가 장기간의 건강 문제를 유발한 것으로 결론지었다.