1. 핵산 (Nucleic Acid)
ㅇ 긴 사슬 모양의 고분자
- (구성) `뉴클레오티드`라는 기본 단위체가, 긴 사슬 형태로 구성된, 중합체
- (재료) 각 단위체 마다, 당,인산,염기들로 이루어짐
- (위치) 생체의 세포 핵 속에 존재하는 분자
- (역할) 자기복제를 가능케 하는 분자
. 생명체의 유전 정보 저장과 단백질 합성 과정에 핵심적인 역할을 함
. 즉, 유전 정보의 저장,전달,발현에 사용됨
- (종류) `DNA (디옥시 리보 핵산)`, `RNA (리보 핵산)`
2. 뉴클레오타이드 (Nucleotide) : 핵산 단위체
ㅇ 화학적 단량체, 핵산의 단위체
- DNA,RNA를 구성하는 단위 화학 물질
ㅇ 성분 구성 : 당,인산,염기로 이루어진 기본 단위
- 당 : 탄소 수 5개로 이루어진 오탄 당 (펜토오스, pentose)
- 인산 (H₃PO₄) : 한 개의 인(P) 원자와 네 개의 산소(O) 원자가 결합된 화합물
- 염기 : 질소를 포함하는 화합물
. 상보적인 염기쌍을 형성, 이중 나선 구조를 유지하거나 단일 가닥을 안정화하는 역할
ㅇ 인산-당 골격 사슬 구조 형성 : 인산(P),당이 번갈아 결합하여 형성된 인산-당 골격을 가짐
- 인산들에 의해 연결된 당들은, 구조적으로 공통의 등뼈 역할을 함
. 당의 5번 탄소(5')와 다른 뉴클레오타이드의 3번 탄소(3')를 연결하여
. 3'-5' 인산 다이에스터 결합을 만듬
ㅇ 유전 정보 : 질소 함유 유기 염기의 서열
- 인산-당 골격에 4가지 염기들이 연결됨
- 유전 정보는, 인산-당 골격 사슬을 따라 존재하는, 염기들의 순서로써 결정됨
3. DNA (Deoxyribo Nucleic Acid, 디옥시 리보 핵산)
ㅇ 생명체 유전 정보를 갖고있는 핵산 분자 물질 (유전 물질)
- 음 전하를 띠고 있는 뉴클레오티드(Nucleotide)의 중합체(Polymer)
- DNA는, 염색체(Chromosome)에 존재
- "Deoxy (데옥시,디옥시)"는 "산소가 제거되었다"는 뜻
ㅇ DNA 분자 구조 : 3차원 상에 2개의 상보적인 사슬들로 이루어진 이중나선의 형태
- 2개의 긴 사슬 고리가, 이중나선 형태로 배열됨
. 이중나선의 폭 : 2 nm 정도
- 두 사슬이 서로 꼬여 감겨있는 긴 사다리 모양
. 한 바퀴 꼬인 부분에는 약 10개의 염기 쌍이 결합되어 있음
.. (10.4 염기 쌍 마다 360˚ 회전)
- 꼬여 감겨있는 두 사슬 사이의 가로대에는,
. (A-T, G-C) 처럼 상보적 염기쌍으로 쌍을 이루며 딱붙어 있음
. 두 염기 간에 약한 (2개 또는 3개의) 수소 결합으로 묶여있음
- 각 사슬은,
. 당(데옥시리보스)과 인산이 번갈아 결합된 단위로 이루어짐
. DNA 복제 과정 중에, 다른 사슬을 위한 본틀(template) 가닥으로 작용함
- 뉴클레오타이드는, 4 글자의 알파벳 처럼, 그 배열에 따라 유전자 내 정보를 암호화 함
* 1953년 제임스 왓슨,프랜시스 크릭이 발견 (모형 제시)
ㅇ DNA 구성 염기
- DNA는 4 종류 염기(A,T,C,G)의 서열로 이루어짐
. Adenine (A,아데닌), Thymine (T,타이민/티민), Cytosine (C,시토신), Guanine (G,구아닌)
.. 아데닌은 티민과, 구아닌은 사이토신과 상보적으로 결합 : (A-T),(C-G)
- 3개 염기가 묶여, 특정 종류의 아미노산들을 부호화하는, 코돈(Codone)이 됨
. 例) CCU : 프롤린, GAA : 글루탐산, AAG : 라이신
* 특정한 염기 서열은, 모든 생명체에서 동일한 의미로 읽혀짐
ㅇ DNA로 살펴 볼 때, 유전자(유전 형질의 발현 단위)는,
- 단백질을 만드는데 필요한 DNA 단위 크기로써,
- 염기 쌍들이, 수백 ~ 수백만개 정도로 그룹짓게되며, 다양한 크기를 갖음
- 이것에, 어떤 아미노산을, 어떤 순서로 배열할 것인가에 대한 정보가 새겨져 있게되는 것임
4. RNA (Ribo Nucleic Acid, 리보 핵산)
ㅇ DNA에 기록된 유전 정보를 바탕으로 단백질을 합성할 때 관여하는 분자 물질
- 유전자는, RNA라는 매개체를 사용하여, 단백질 생산을 간접 통제
- 세포핵 내에서 합성되어, 세포핵 밖의 세포질에 있음
- DNA 중합체 보다는 작고, 몰질량이 2만~4만 정도임
ㅇ RNA 염기 종류
- Adenine (A,아데닌), 우라실(U), Guanine (G,구아닌), Cytosine (C,시토신)
ㅇ 역할에 따른 RNA 종류
- mRNA (메신저/전령 RNA) : DNA 유전자 정보를 찍어 내어 핵 밖으로 전달
- tRNA (트랜스퍼/전이 RNA) : 아미노산을 리보솜까지 운반
- rRNA (리보솜 RNA) : 리보솜 구성
5. 유전 정보의 전달 과정
ㅇ 복제 (replication) : DNA가 스스로를 복제하는 과정
ㅇ 전사 (transcription) : DNA에서 RNA가 만들어지는 과정 (세포핵 내)
- DNA 염기 서열의 베껴쓰기 작업을 통해, 전령 RNA(mRNA) 사본으로 옮겨짐
. DNA 사슬의 가로대 염기쌍 (A-T),(C-G)이 둘로 나뉘며,
. RNA에는 T 대신 U(유라실)로 바뀌어, 옮겨짐
. 例) T A C G G T G A A C T A ... => A U G C C A C U U G A U ...
ㅇ 번역 (translation) : RNA 정보를 이용해 단백질을 합성하는 과정 (리보솜 내)
- 세포 핵 내부에서 외부로 나와, 리보솜에서 단백질 구성 요소인 아미노산 배열로 치환됨
- 염기 서열에 따라, 염기 쌍과 대응되는 아미노산 배열이 되도록, 번역되어짐