View source for Genes and gene expression

1. Macromolecules and genetic information<br /><br />유전적 정보의 기능적인 단위를 [[gene]]이라고 부른다.&nbsp; 모든 살아있는 형태들을 포함한, 모든 살아있는 미생물들은&nbsp;[[gene]]으로 구성되어 있고,&nbsp;그러므로 [[gene]]이 무엇인지에 대한 기본적인 이해는 구조, 기능, 그리고 cell과 [[virus]]의 생활사를 이해하는 데 중요하게 작용한다.&nbsp; 무엇보다도, 그들의 유전적 보충물의 관계에서 [[cell]]을 규정하기에 앞서서 빠르게 변화하는 [[biology]]때문에, 우리는 만약 우리가 미생물의 생물학을 이해할 수 있다면 이것을 따라서 생물학적 정보의 경과를 이해해야만 한다.<br /><br />-Genes and the steps in information flow<br /><br />[[Gene]]의 주요 역할은 [[protein]]의 합성을 지시하는 것이라고 한다.&nbsp; Gene은 몇몇 [[virus]]의 경우를 제외하고는 대부분 deoxyribonucleic acid([[DNA]])로 구성이 되어 있고, 대부분의 [[virus]]는 ribonucleic acid([[RNA]]) 로 구성이 되어 있다.&nbsp; DNA와 RNA는 그들의 구조를 살펴 보았을 때, 5탄당의 3번 2번 탄소가 수소로만 구성되어있는 것(DNA)와 수산화 그룹으로 구성되어 있는 것(RNA)을 빼고는 구조가 거의 비슷한 화합물로 구성되어 있다.&nbsp; DNA분자는 2개의 가닥이 나선 구조를 이루고 있는데 이들 나선 구조 사이의 기둥은 [[sugar]]와 [[phosphate]]로 구성이 되어 있고, 이에 쌍을 이루어서 결합하고 있는 질소 염기들이 나선 구조의 가운데 부분을 차지하고 있다.&nbsp; 이 질소 염기들의 종류는 두 가지로 나눌 수 있는데 하나는 [[purine]]이고 하나는 [[pyrimidine]]이다.&nbsp; Purine은 adenine(A)과 guanine(G)으로 구성이 되어 있고, pyrimidines는 thymine(T)과 cytosine(C)으로 구성이 되어 있다.&nbsp; 이들은 [[hydrogen bond]]로 항상 짝을 이루고 있는데, adenine은 thymine과 2개의 hydrogen bond를 이루고 있고, guanine과 cytosine은 3개의 hydrogen bond를 이루고 있다.&nbsp; Hydrogen bond로 구성 되어 있음은 DNA가 [[replication]]될 때 쉽게 갈라지고 다시 쉽게 결합할 수 있는 특징을 주게 된다.&nbsp; 이들은 hydrogen bond로 구성되어 있음으로 인해 굉장히 안정한 구조를 가지게 된다.&nbsp;&nbsp;<br />DNA&nbsp; 가닥을 따라서 나열된 염기의 순서가 유전적 암호를 결정한다.&nbsp; 특정한 유전자 산물을 만들어 낼 필요가 있을 때는 DNA에서 그 유전자를 가지고 있는 부분의 hydrogen bond가 끊어지면서 서로 분리가 되어 cell안에 유리 되어 있던 [[nucleotide]]들로부터 그들의 염기들과 상보적인 염기를 갖는 RNA 가닥이 만들어진다. RNA는 thymine대신에 uracil을 가지고 있기 때문에 A-U 결합이 이루어 진다.&nbsp; 이 RNA는 유전적 정보를 가지고 있는, protein을 생성해 내기 위한 중간물질(a messenger)로&nbsp;작용을 한다.&nbsp;&nbsp;<font size="2">Messenger&nbsp;RNA라고 부르는 이것은(mRNA)</font>&nbsp;한 가닥의 RNA는 [[ribosome]]이라고 하는 세포 소기관으로 이동하여 그 곳에서 protein합성을 하는 데 관여한다.&nbsp; 또 다른 형태의 RNA인 transper RNA(tRNA)는 mRNA의 nucleotide들과 짝을 이루는 특정한 [[amion acid]]를 생성해 내서 protein합성에 관여한다.&nbsp; 이 3 개의 nucleotide로 이루어진 각각의 [[codon]]은 하나의 amino acid에 대한 암호를 지니고 있다.&nbsp; Nucleotide들의 순서에 따라서 만들어진 일련의 amino acid들을 [[polypeptide]]라고 하고, 이러한 사슬은 하나 또는 그 이상이 연결되어서 protein을 합성해 낸다.&nbsp; 또는, 다른 경우에는, cell의 구조적 기관의 활성을 가지는 부분의 생성을 위해서 존재한다.&nbsp; 그러므로 protein, DNA, RNA 이 세 가지 모든 분자들이 그들의 종 안에서 유전적 정보를 생성해 내기 위해 사용이 되고, 이들을 informational [[macromolecule]]s라고 부른다.<br />유전적 정보를 따라서 molecule의 생성 과정은 세 가지 stage로 나눌 수 있다.<br /><br />1.&nbsp; Replication : 복제 라고 한다.&nbsp; 유전물질의 자가 복제, 유전물질인 DNA나 RNA는 macromolecules로 일련의 생화학반응에 의하여 합성된다.&nbsp; 유전 물질의 생합성을 복제라고 하는 이유는, 1개의 분자가 주형이 되어 구조와 기능이 같은 분자 2개를 만들어 내기 때문이다.&nbsp; 유전물질의 자가 증식은 모두 [[반보존적 복제]]로 이루어 진다.<br /><br />2.&nbsp; Transcription : 전사 라고 한다.&nbsp; 유전자 성질 발현의 제 1단계에서 유전자 DNA 의 nucleotide 배열을 상보적 RNA로 복사하는 반응이다.&nbsp; Cell의 rRNA, tRNA, mRNA(hnRNA), snRNA 등은 모두 대응하는 유전자 부위로부터 전사된다.&nbsp; 이 때 DNA 이중가닥 중에서 각 유전자마다 결정된 한 쪽의 가닥만이 해독되고(비대칭적 전사), RNA 사슬은 5'에서 3'의 방향을 향해 합성된다.&nbsp; 전사는 DNA 의존성 RNA 중합 효소에 의해 촉매되지만 그 개시의 종결은 여러 조절 인자의 관여로 각각의 유전자 기능에 따른 합리적인 조절을 받고 있다.<br /><br />3.&nbsp; Translation : 번역 또는 해독 이라고 한다.&nbsp; Protein을 생합성할 때 mRNA의 염기 배열을 해독하여 그 정보에 대응하는 amino acid를 골라내어 peptidebond chain을 형성해 가는 과정이다.&nbsp; RNA는 4 종의 염기, protein은 20종류의 amino acid로 구성되어 있기 때문에 4종의 기호로 된 유전 정보의 암호를 20종류의 문자로 이루어지는 문장으로 번역한다는 의미이다.<br /><br />이 세 가지 steps는 모든 cell들이 protein 합성을 위해서 이용하는 방법이다.&nbsp; 이러한 과정을 central dogma of molecular biology라고 하는데, 이는 DNA&rArr; RNA &rArr; Protein으로 유전자 발현이 진행 되는 것을 이야기 한다.&nbsp;&nbsp;<br /><br />-Prokaryoteic and Eukaryotic genetics<br /><br />Replication, transcription, 그리고 translation은 모든 생명체 안에서 일어난다.&nbsp; 그러나 이들은 prokaryotes와 eukaryotes에서 일어나는 processes의 mechanisms에서 약간의 차이를 보이고 있다.&nbsp; 그 이유는 아마도 eukaryote가 핵을 가지고 있다는 사실과, organisms의 두 가지 classes의 DNA의 organization의 차이에 의해서 일어나는 것 같다.&nbsp;&nbsp;<br />Prokaryotic genome은 단지 하나의 genome으로만 구성되어 있고, 공유성 결합으로 cell의 cytoplasm 내에 나타나는 DNA는 닫혀진 원형을 띄고 있다.&nbsp; 이와 대조적으로, 대부분의 eukaryotic genome은 DNA의 길게 나열된 형태로 구성되어 있고, 이들은 cell 내의 핵 안에 들어가 있다.&nbsp; 사실상 모든 prokaryotes는 cytoplasm으로부터 chromosome을 분리해 낼 membrane을 가지고 있지 않는다, 그러나 이와 대조적으로 eukaryotes에서는 chromosomes는 ribosomes가 cytoplams에 있을 때 핵 안에 위치하고, 그러므로 transcription과 translation은 공간적으로 분리되어서 processes되어진다.&nbsp; 우리는 또한 bacteria와 archaea의 경우를 살펴볼 수 있는데 이들은 생리학적으로 구분될 수 있다.&nbsp; 이러한 구별은 또한 이러한 organisms의 분자 생물학의 많은 외견에서 찾아볼 수 있다.&nbsp; 많은 경우 우리는 archaea와 eukarya에서 bacteria와 archaea보다 더 연관성 깊은 것을 볼 수 있다.<br />Gene의 구별되는 모든 cells는 같다.&nbsp; DNA의 단편은 특별한 protein(mRNA를 통해서), tRNA, 또는 rRNA를 형성할 수 있다.&nbsp; 그러나, euka<br />