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단백질을 미토콘드리아로 넣는 분자기계의 진화

전문가 제언: ○ 20억 년 전 미토콘드리아가 생겨나면서 처음으로 진핵생물은 박테리아 내부 공생체인 것의 막조직 내에 단백질 수입 기계장치의 정착이 필요하게 되었다. 이전에 존재하였던 내부공생체의 단백질 전좌장치(translocation apparatus)가 나타나 분자적 보호자(chaperone; 샤프롱), 펩티다아제(peptidase), 단백질표적 기계장치의 일부 구성요소들을 빼앗아 왔었다.

– 그러나 단백질을 미토콘드리아 내로 수입하는 일을 주관하는 단백질 전좌연장인자(protein translocase)가 박테리아 내에 뚜렷이 상응되는 것이 없다는 사실은 이것이 새로이 만들어진 기계장치일 것이라는 추측을 만들게 한다.

○ 오늘날 모든 염기서열이 밝혀진 진핵생물 유전체 내에 있는 유사한 전좌연장인자 하위유닛의 존재는 모든 진핵생물은 대대로 내려온 “protomitochondria[시원(始原)미토콘드리아]"를 가지고 있는 단일 선조 종(種)의 후손으로 생각되어진다는 것을 암시하여 주고 있다.

○ 미토콘드리아는 세포 내의 소기관들 중의 하나로 세포에서 필요로 하는 에너지 생산의 역할을 하는 중요 소기관(organelle)이다. 광학현미경으로 사상(絲狀)으로 관찰되어 예전에는 사립체(그리스어 mito=실, chodrion=알맹이)라고도 불리었다. 유전자는 세포핵 내에 염색체로서 존재하고 있으나 세포핵 외에 유전자가 있는 곳이 바로 미토콘드리아가 유일하다. 미토콘드리아 DNA는 미토콘드리아가 필요로 하는 단백질 가운데 일부의 유전자가 들어 있으며 이러한 유전자의 돌연변이는 여러 가지 질병이나 노화의 원인으로 알려져 있다.

○ 미토콘드리아 DNA는 유성생식으로 유전되지 못한다. 단지 모계(母系)의 유전자만이 다음 세대로 전달 될 뿐 부계(父系)로부터는 받을 수 없다. 이러한 점을 이용하여 미토콘드리아 DNA 변이분석을 통하여 인류 집단의 진화, 기원, 이동경로 등의 추적 연구에 유용하게 사용되고 있다. 본 보고서의 글이 이 분야의 연구에 매진하는 우리나라 연구진들에게 일부 나마 기여가 되기를 바라는 마음이다.

저자: Dolezal, P; Likic, V; Tachezy, J; Lithgow, T
자료유형: 학술정보