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왜 남녀 간에 유전자 발현에 그렇게 큰 차이가 있을까? 복용량 보상의 비밀을 밝혀내다!
생물학적으로 다양한 동물과 식물의 성적 차이는 종종 게놈과 유전자 발현의 중요한 차이로 반영됩니다. 유기체의 성염색체 수의 차이로 인해 발생하는 유전자 발현의 차이를 조정하기 위해 유기체는 복용량 보상 메커니즘을 진화시켰습니다. 이러한 현상은 한 종에만 국한되는 것이 아니라, 여러 진화 분기에서 성별에 따른 유전자 발현의 불균형에 적응하는 메커니즘입니다.
성별 유전자 발현의 균형을 맞추는 과정인 복용량 보상은 생물학적으로 깊은 의미를 갖습니다.
인간과 다른 많은 포유류에서 여성 세포는 X 염색체 중 하나의 전사를 무작위로 침묵시켜 남성과 동일한 발현 수준을 보장합니다. 이 경우, 남녀 모두 세포 내에서 동일한 수의 효과적인 X 염색체를 가지며, 이는 균형 잡힌 유전자 발현의 중요한 예입니다.
다양한 선량 보상 메커니즘
복용량 보상의 메커니즘은 종마다 다르며 세 가지 주요 형태로 요약될 수 있습니다: 무작위 X 염색체 비활성화, 하나의 남성 X 염색체의 이중 전사, 간성 개체에서 두 X 염색체의 발현 감소.
무작위 X 염색체 비활성화
무작위 X 염색체 불활성화는 인간 및 생쥐와 같은 포유동물에서 관찰되었습니다. 이 과정은 1949년 Murray Barr와 Ewert Bertram에 의해 처음 발견되었습니다. 그들은 Barr 소체로 알려지게 된 포유류 여성 세포에 존재하는 구조를 설명했는데, 이는 실제로 여분의 X 염색체가 응축된 것입니다.
무작위 X 불활성화 법칙에 따라 각 여성 세포는 하나의 X 염색체만 발현하게 되어 유전자 발현의 균형이 보장됩니다.
하나의 X 염색체의 이중 전사
Drosophila melanogaster와 같은 종의 경우 수컷은 X 염색체를 갖고 있으며 이 X 염색체의 전사체 양을 3배로 늘려 보상합니다. 이 메커니즘은 1932년 H.J. Muller에 의해 처음 제안되었습니다. 그 이후로 많은 과학자들이 초파리에서 이 현상의 존재를 확인했습니다.
간성 개체의 두 X 염색체 발현은 절반으로 줄어듭니다
예쁜꼬마선충(Caenorhabditis elegans)의 경우, 간성 개인의 두 X 염색체의 유전자 발현은 균형 잡힌 성비를 보장하기 위해 절반으로 줄어듭니다. 이 과정에서 용량 보상 복합체(DCC)는 이러한 변화를 완료하는 데 도움을 주어 배아 발달 중에 두 개의 X 염색체 발현이 일관되게 유지되도록 합니다.
기타 종별 방법
위에서 언급한 세 가지 주요 메커니즘 외에도 닭(ZZ/ZW 시스템)과 같은 일부 조류는 유전자 발현 균형을 달성할 때 전체 유전자 조합이 아닌 중복 Z 염색체 유전자의 일부만 선택적으로 침묵시킵니다. 이러한 다른 복용량 보상 방법은 수컷 닭이 Z 염색체에 있는 유전자의 일부만 발현하게 하여 불완전한 침묵을 초래합니다.
종 전반에 걸친 복용량 보상 메커니즘은 유기체가 유전자 발현을 조절하여 성별 차이에 어떻게 적응하는지 보여줍니다.
전반적으로, 복용량 보상 메커니즘은 유기체가 진화 과정에서 고환과 난소 사이의 유전자 발현 차이로 인해 발생하는 문제를 어떻게 해결했는지 보여줍니다. 이는 생물학의 복잡성을 드러낼 뿐만 아니라 유전자 조절에서 자연 선택의 중요한 역할을 반영합니다. 연구자들이 지적했듯이, 이러한 메커니즘으로 인해 발생하는 유전자 발현의 차이는 유기체의 생존과 번식에 광범위한 의미를 갖습니다. 따라서 성별에 따른 유전자 조절의 차이에 대한 더 깊은 이해는 유전학과 진화 생물학에 대한 우리의 이해에 영향을 미칠 것입니다. .인지는 어떻습니까?
