이 책은 대다수 학생에게 복습 과정이 될 수 있는 4개의 장으로 시작하고 있다. 1장은 유전학의 개략적인 역사에 대한 언급이고, 2장은 DNA 구조와 화학적 특성, 3장은 유전자 기능의 개요, 그리고 4장은 유전자 클로닝의 근본 바탕을 다룬다. 이 모든 것은 분자생물학을 수강하는 대부분의 학생이 이미 유전학개론에서 배운 내용이다. 그러나 여전히 분자생물학 관련 전공 학생은 이런 개념을 좀 더 잘 이해할 필요가 있기에 여기에 포함시킨 것이다. 이 장들은 다른 교과서보다 훨씬 쉬운 수준으로 기술하였다. 사실 이 부분은 유전학 교과서에서 많은 내용을 발췌한 것이다.
5장은 분자생물학자가 사용하는 여러 가지 실험 기법에 대하여 다루었다. 이 책에 서술된 모든 기법을 한 장에 포함하는 것은 불가능하므로 가장 대표적인 기법이나 다른 곳에서 언급되지 않은 중요한 기법을 포함하려고 노력하였다. 내가 이 과목을 강의할 때 5장에 언급되지 않은 새로운 기법이 5장 이후의 장에서 처음 나올 때는 그것에 대해서 학생에게 설명해 준다. 나는 실험 기법만 지속적으로 설명하여 학생들을 지루하게 만드는 것을 피하기 위해 이 방법을 택하였다. 또한 어떤 실험 기법 뒷면에 숨겨져 있는 개념이 다소 겉멋만 강조하는 느낌을 줄 때도 있으나, 실제로 중요한 것은 학생이 분자생물학을 보다 잘 소화해야만 학문에 대한 올바른 인식이 점점 더 깊어진다는 것이다.
6~9장은 박테리아의 전사 과정을 다룬다. 6장은 프로모터, 종결자, RNA 중합효소를 포함한 기본 전사 기구를 소개하면서, 전사체가 어떻게 개시되고 성장하며 종결되는지 보여 준다. 7장은 4개의 서로 다른 오페론에서 전사조절을 다루며, 8장에서는 박테리아와 파지가 σ-인자의 종류를 달리하며 어떻게 전사를 조절하는지 설명한다. 9장은 박테리아의 DNA 결합단백질(특히 나선-선회-나선 단백질)과 그 표적 DNA 간의 상호 작용을 다룬다.
10~13장은 진핵세포의 전사조절을 설명한다. 10장은 세 종류의 진핵세포 RNA 중합효소와 그들이 인식하는 프로모터를 다루고, 11장은 그 3개 RNA 중합효소와 공조하는 보편전사인자를 소개하며, 3개 중합효소에 의해 수행되는 전사 과정에 참여하는 TATA 상자 결합단백질의 중요성을 강조한다. 12장은 유전자 특이적 전사 조절인자 또는 활성인자의 기능을 설명한다. 이 장에서는 또한 몇몇 대표적인 활성인자의 구조를 설명하며 그들이 어떻게 DNA와 상호 작용하는지 보여 준다. 13장은 진핵세포 염색질 구조를 설명하며, 히스톤을 변형하기 위하여 활성인자와 사일런서가 보조활성인자와 보조억제자와 어떻게 상호 작용하여 전사를 촉진하고 억제하는지를 보여 준다.
14~16장은 진핵세포에서 일어나는 전사후 과정의 일부를 소개한다. 14장은 RNA 스플라이싱을, 15장은 캡 형성과 아데닐산중합반응, 그리고 16장은 rRNA, tRNA 공정 과정, 트랜스-스플라이싱과 RNA 편집 과정 등의 흥미로운 전사후 사건을 소개한다. 이 장에서는 ① RNA 간섭 현상, ② (트랜스페린 수용체 mRNA를 주로 예로 들어) mRNA 안정성의 조절, ③ 마이크로 RNA에 의한 조절 등 유전자 발현의 전사후 조절, ④ 생식세포에서 Piwi-상호작용 RNA(piRNA)에 의한 트랜스포존의 조절 등 네 종류의 전사후 유전자 조절을 기술하였다.
17~19장은 박테리아와 진핵세포 모두에서 발견되는 단백질 해독 과정을 다룬다. 17장은 해독의 개시 과정을, 18장은 폴리펩티드가 어떻게 연장되는지 박테리아를 모델로 한 기작을 설명한다. 19장은 번역 작업의 주요 구성원인 리보솜과 tRNA의 구조 및 기능을 상세하게 다룬다.
20~23장은 DNA 복제, 재조합, 전이 등...에 대해 기술하였다. 20장에서는 DNA 복제와 회복에 관한 기본적인 기작과 DNA 중합효소를 포함하는 복제에 관련된 단백질에 대해 소개한다. 21장에서는 박테리아와 진핵생물에서 DNA 복제 과정 중 개시, 신장, 종결 단계에 대해 자세히 다룬다. 22, 23장에서는 세포에서 자연스럽게 나타나는 DNA 재배열에 대해 알아본다. 특히 22장은 상동재조합에 대해, 23장은 부위-특이적인 재조합과 전이에 대해 다루었다.
24장과 25장은 유전체학, 단백질체학, 생물정보학의 개념을 설명하고 있다. 24장은 헌팅턴병 유전자의 위치클로닝에 관한 고전적인 방법으로 시작하여 사람과 다른 생물의 유전체를 가지고 위치클로닝을 수행하는 비교적 쉬운 방법을 비교하고 있다. 25장은 기능적인 유전체학(전사체학), 단백질체학, 생물정보학을 다루고 있다.
PART 1 서론
1 분자생물학사
2 유전자의 분자 특성
3 유전자 기능의 개요
PART 2 분자생물학 방법론
4 분자 클로닝 방법
5 유전자와 유전자 활성 연구를 위한 분자적 도구
PART 3 박테리아의 전사
6 박테리아의 전사기작
7 오페론: 박테리아 전사의 세부 조절
8 박테리아 전사의 주요 전환
9 박테리아에서 DNA와 단백질의 상호 작용
PART 4 진핵생물의 전사
10 진핵생물의 RNA 중합효소와 프로모터
11 진핵생물의 보편 전사인자
12 진핵생물의 전사 활성인자
13 염색질의 구조와 전사에 미치는 영향
PART 5 전사후 과정
14 전령 RNA 공정과정Ⅰ: 스플라이싱
15 RNA 공정과정Ⅱ: 캡 형성과 아데닐산중합반응
16 기타 RNA 공정과정과 유전자 발현의 전사후 조절
PART 6 번역
17 번역기작Ⅰ: 개시
18 번역기작Ⅱ: 신장과 종결
19 리보솜과 전달 RNA
PART 7 DNA 복제, 재조합 및 전이
20 DNA 복제, 상해와 회복
21 DNA 복제Ⅱ: 세부 기작
22 상동재조합
23 전이
PART 8 유전체
24 유전체학의 개요: 유전체 전체를 대상으로 한 DNA 서열분석
25 유전체학Ⅱ: 기능유전체학, 단백질체학, 생물정보학
Robert F. Weaver [저]
최준호 외 [저]
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