【생물학】 32-1강. 초파리 발생학

32-1강. 초파리 발생학

 

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1. 개요 [본문]

2. 모계영향 유전자 : 앞·뒤축 결정 [본문]

3. 모계영향 유전자 : 등·배축 결정 [본문]

4. 체절 형성 유전자 [본문]

5. 호메오 유전자 [본문]

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a. 초파리와 유전학 

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1. 개요 [목차]

⑴ 패턴 형성 : 배의 공간적인 구성요소가 결정되어 가는 과정

⑵ 패턴 형성 1. 모계영향 유전자 : 난자극성 유전자라고도 함

⑶ 패턴 형성 2. 체절 형성 유전자

⑷ 패턴 형성 3. 호메오 유전자

 

 

2. 모계영향 유전자 : 앞·뒤축 결정 [목차]

 

출처 : 이미지 클릭

Figure. 1. 앞·뒤축 결정 과정^]

 

⑴ 1^st. 수정이 일어나면서 단백질 번역, 확산 → gap mRNA의 발현 조절

⑵ 2^nd. 난자는 뒤쪽으로 이동하고 앞쪽은 영양세포가 차지

⑶ 3^rd. 뒤쪽으로 이동한 난자의 핵은 gurken mRNA로부터 gurken 단백질을 합성

⑷ 4^th. ⑵와 동시에 말단 난포세포는 torpedo를 발현

⑸ 5^th. gurken이 torpedo와 결합하면, protein kinase A를 활성화시켜 미세소관 방향이 결정

⑹ 6^th. bicoid mRNA(= bcd mRNA)는 디네인과 결합하여 앞으로 이동

⑺ 7^th. oskar mRNA는 번역된 뒤 nanos mRNA(= nos mRNA)와 결합

⑻ 8^th. nanos mRNA를 붙들고 있는 oskar 단백질은 키네신과 결합하여 뒤로 이동 → nanos mRNA가 뒤에 축적

⑼ 9^th. 앞·뒤축 발현

 

출처 : 이미지 클릭

Figure. 2. 앞·뒤축 형태형성요소들의 분포^]

 

① hunchback mRNA와 caudal mRNA의 양은 배아 전체에 고르게 분포

② 앞에 분포한 bicoid는 caudal mRNA 번역 억제, 상대적으로 hunchback mRNA 번역 촉진

③ 뒤에 분포한 nanos는 hunchback mRNA 번역 억제, 상대적으로 caudal mRNA 번역 촉진

○ nanos 단백질은 hunchback mRNA의 poly A 꼬리 길이를 감소 → 수명↓ → 번역 억제

○ 뒤쪽에 bicoid mRNA를 주입하면 뒤쪽에도 머리와 가슴이 형성됨

④ hunchback mRNA : 머리끝, 머리, 가슴 형성

⑤ caudal mRNA : 복부, 꼬리 형성 

○ 참고. staufen

⑽ 10^th. gurken 단백질을 가진 핵이 미세소관을 따라 이동하여 주변의 난포세포를 등쪽 난자세포로 유도

 

 

3. 모계영향 유전자 : 등·배축 결정 [목차]

 

출처 : 2016 MEET/DEET I

Figure. 3. 등·배축 결정 과정

 

⑴ 전제

① Dorsal 단백질은 배아의 배쪽 핵에 축적되며, 배쪽에서 등쪽으로 갈수록 농도가 점점 감소

② Dorsal 단백질은 snail과 rhomboid의 인핸서에 각각 결합하여 발현을 유도

③ snail 단백질은 rhomboid의 발현을 억제

⑵ 결과

① Dorsal 단백질의 발현이 많은 부위는 snail만 발현 

② Dorsal 단백질의 발현이 적은 부위는 rhomboid가 주로 발현

○ 참고. Dorsal 단백질은 snail의 인핸서보다 rhomboid의 인핸서에 대한 친화력이 큼

 

 

4. 체절 형성 유전자 [목차]

⑴ 간극 유전자 : 체절을 앞 부분, 중간 부분, 뒷부분으로 구분하며 다음 유전자의 작용을 유도

⑵ 쌍지배 유전자 : 외형적으로는 보이지는 않지만 배를 부체절이라는 주기적인 단위로 구분

⑶ 체절 극성 유전자 : 배의 각 체절 내에 전·후를 설정함으로써 체절 형성을 완성

 

 

5. 호메오 유전자 : 체절별 분화 [목차]

⑴ 몸의 형태를 만드는 데 관여하는 다른 유전자를 조절하는 총괄 유전자

⑵ 호메오 박스(HOX, homeo box)

① 전사인자가 결합하는 부위

② 진화적으로 잘 보존됨

 

입력: 2019.03.06 18:52