2016 9월 모평 생2 13번 젖당오페론

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형들. 락토오스 오페론, 뭔가 쉬운듯 하면서, 어렵지 않나. 이 문제 해설보고 절대 정상적으로 이해하는게 불가능 하다고 판단 되어서,

내가 간단하게 형들에게 설명해볼게.

사실 이문제를 완벽하게 이해하면서, 푸는 방법은 락토오스오페론에 대해서 형들이 알아야해.

일단, i인 조절유전자에서는 “항시” repressor 가 발현이 되어 있어.

솔직히 박테리아 입장에서는 포도당은 바로 에너지원으로 사용할수 있어서 포도당을 가장 선호하지만, 만약에 포도당이 없도, 젖당이 있다면,이 젖당을 포도당과 갈락토오스로 분해해서, 포도당을 에너지원으로 사용할수 있어.

이러한 생존방법을 택하기 위해서는, 박테리아는 자기의 구조유전자를 작동시켜서, B-갈락토시데이즈 라는 효소를 발현해서, 젖당을 포도당과 갈락토오스로 분해를 시켜야해.

그럴려면, 구조유전자의 작동을 조절시키는 조절 유전자라는게 있는데,여기서 억제자 단백질 이라는게 발현되어서 나와. 이거는 항시 발현되어서 존재하고 있어. 이때, 외부에 젖당만 있다면,

여기서 한가지 알아야 하는 부분이 구조유전자는 항시 소량이 발현되어있어서. 세포는 B galactosidase 와 락토오스를 투과시키는 효소를 일부 발현하고 있어서, 세포막에 이 단백질이 박혀있어.(유전학책에서 이부분 언급되어있어)

그래서, 외부에, 젖당이 있으면, 이 투과효소를 통해서 바로 세포안으로유입을 하지, 그래서, 세포에 유입된 젖당은 B-galactosidase에 의해서, 알로락토오스 라는 유도자로 전환이 되, 그리고 이 유도자는 리프레서 단백질과 결합을 하여, operator에 붙지 못하는 3차원 구조변형로,결국 전사가 매우 소량에서 많이 일어나게되고, 더 많은 투과효소가 막에 박히게 되고, 더 많은 젖당이 유입되고, 알로락토오스로 전환되고,

유도자에 의해서 구조유전자가 유도되어, 유전자가 발현이 되고,

젖당은 또 많이 발현된 B-galctosidase에 의해서,,포도당과 갈락토오스로 분해되고, 이 포도당을 에너지원으로 사용하면서, 예네들이 살아갈수 있어. (B-gal은 1.젖당->알로락토오스 2.젖당->포도당+갈락토오스, 두가지 기능을해)

여기서 이 문제를 풀기위해서는 위의 내용을 다 알고 있어야 하는 전제하에서, 해석을 한다면,

포도당이 없고, 젖당이 있는배지에서 억제 단백질과 유도자의 결힙여부가 X인 경우는,

해석하는 방법은 항시 구조유전자는 소량 발현이 되어 있어서,

세포막에 락토오스 투과효소가 약간 존재하고 있어서,

젖당이 세포안으로 유입되고, 소량 발현된, B-gal에 의해서, 알로락토오스가 되고. 이 알로락토오스는 조절유전자의 DNA가 결실된 녀석은 3차원구조가 변형된놈이기 때문에, 알로락토오스와 붙지 못해서 X가 되고, I는 조절유전자 만 될수가 있어.

그리고, II의 경우는

포도당과 젖당이 없는배지에서 억제 단백질과 작동부위의 결합 여부가 X인 부분을 봐야 Operator 임을 판단할수 있고,

그 근거는 포도당도, 젖당도 없는 완전 음식이 없는 상황의 박테리아는 그래도, 항시 리프레서 단백질이 발현되는데, 이 단백질은 operator 유전자의 결실로 인해서, 리프레서가 잘 붙지 못하여, 결합을 할수 없고, 그래서, II는 operator 결실유전자 임을 확정 할수 있어.

이문제의 해석 포인트는 두번째 그림처럼 각각의 음식이 둘다 있는 경우 하나만 있는경우 의 상황에서, 대장균이, 포도당을 먹을때는 구조유전자의 발현(에너지소모적인)할 필요 없이 포도당을 직접 먹어서,

구조유전자가 발현이 안되는데, 이를 항시 발현하는 리프레서가 오퍼레이터에 붙어서, RNA합성효소가 붙지 못하도록, 조절유전자가 구조유전자의 발현을 컨트롤 해주고 있고,

두번째 그림에서, 음식이 둘다 있는 경우, 포도당을 항상 좋아하기 때문에, 굳이 구조유전자를 발현시킬 필요가 없고, 점선은 단지, 구조유전자가 소량 발현되어있음을 보여줄려고, 점선으로 표시해주고 있고, 사실 이거는 글루코스만 있을때도, 항시 소량 발현이니 마찬가지 일거 같아.

그리고, 락토오스가 있는 경우는

락토오스 세포막 유입 알로락토오스로 전환 그리고, 리프레서와 결합하여, 오퍼레이터에 붙지 못하고, 결국 유도자에 의해 전사가 유도되는데,

뒤에 cAMP는 포도당의 농도가 낮아지면, cAMP의 농도가 높아지고, 이것은 cap 과 붙어서, RNA중합효소 뒤에 붙어서 전사가 잘되게 힘껏밀어준다고 생각하면 됨.

이런 내용의 이해를 바탕으로 23번을 풀면 완벽한 해석이 가능!

뒤에 이런 내용의 해석이 없어서 풀이가 많이 아쉬웠음.

오페론이 쉬운거 같으면서, 왜이렇게 휘발성이 강한지, 항상 공부하고 돌아서면. 까먹어. - -