유전자발현

는 의 복제라는 형태로 생물개체의 유전형질을 다음 세대에 보존할 뿐만 아니라 유전자 자신이 가지고 있는 정보를 그 프로그램에 따라 RNA나 단백질의 기능을 가진 유전자 산물의 형태로 표현하는 것. 여러 가지 분자복합체, , 세포, 조직, 기관, 개체형성의 실현을 통하여 생물의 다양한 환경에 대한 적응 또는 유전자 자신의 보존 및 복제를 좀더 확실하게 하고 있다. 이 때문에 각각의 유전자발현은 시간적으로, 또한 에서는 공간적으로도 고도로 조절되고 있다.

이 조절은 유전자가 발현될 때까지의 전사, 전사 후 수식, 번역, 번역 후 수식이라는 개별적 단계에서의 조절기능에 의해 일어나고 있다. 전사, 즉 유전체DNA를 주형으로 하는 RNA합성은 유전자발현의 최초 과정이다. 은 가장 중요한 발현조절기구이며 의 수준에서 조절된다. 각각의 세포에서 어떤 유전자의 전사 여부를 결정하는 인자로는 유전자의 에 결합하는 의 발현량이나 이 중요하다. 한편 트랜스작용인자의 작용을 용이하게 해주는 인자로는 구조가 그 유전자의 영역에서 ‘오픈(이완 상태)’되어 있는 시스를 들 수 있다.

1차 전사산물은 전사 후 처리를 받아 성숙 mRNA, rRNA, tRNA 등이 된다. 이 단계에서 의 mRNA 대부분은 를 하는데 동일한 전사산물에서 세포의 종류나 분화의 단계에 따라 다른 mRNA가 생기기도 한다. rRNA 등의 RNA유전자를 제외하면 유전자발현은 mRNA의 번역으로 단백질이 생산되는 과정을 포함한다.

mRNA의 번역을 받기 쉬운 것은 mRNA에 따라 선택적으로 또는 비선택적으로 조절을 받는다. 또한 세포질에서 mRNA의 수준은 공급(전사)뿐만 아니라 분해속도(안정성)의 단계에서도 생리활성물질의 작용이나 세포의 분화단계에 따라 조절을 받게 된다. 유전자발현의 최종단계인 번역에 의해 생성된 단백질이 여러 가지 수식을 받는 단계(번역 후 수식)에도 조절기구가 존재한다. 예를 들어 동일한 단백질이 각각의 세포에서 서로 다른 당사슬 부가를 받는 예가 신경계 등의 복잡한 계에서 연구된 결과가 보고되고 있다.