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| − | <p>세포의 분자 <br />
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| − | 생물체는 탄소를 기본골격으로 하는 복잡한 유기물들의 집합체로, 이들 분자에서 탄소원자는 사슬이나 고리를 이루며 유기물의 중추적인 역할을 담당한다. 모든 유기분자들은 공통된 특성을 갖고 </p>
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| − | <p>있다. 유기분자의 중심원자로 작용하는 탄소는 긴 사슬구조를 만들 수 있는 원자이다. 그리고 사슬</p>
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| − | <p>의 두 끝이 결합하여 고리구조를 만들 수도 있다.</p>
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| − | <p><br />
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| − | 탄소원자는 그들 최외각에 4개의 전자를 갖고 있으며 4개의 원자들과 공유결합을 할 수 있고, 일</p>
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| − | <p>부 원자와 만나 두 쌍의 전자들을 공유하는 이중결합을 일으킬 수도 있다. 유기분자 내의 이중결합</p>
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| − | <p>은 탄소와 탄소 혹은 탄소와 산소 사이에서 많이 일어난다.<br />
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| − | 대부분의 원자들이 탄소와 함께 유기분자를 구성할 수 있지만, 흔하게 나타나는 것들은 수소, 산</p>
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| − | <p>소, 질소, 황, 인 등이다. <br />
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| − | 유기분자의 또 다른 특징 중의 하나는 동일한 원자들로 다양한 구조가 만들어질 수 있다는 점이</p>
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| − | <p>다. 예를 들어 dimethyl ether와 ethyl alcohol은 모두 C2H6O이라는 동일한 실험식(empirical </p>
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| − | <p>formula)을 갖고 있지만 이들의 구조(구조식)는 다르다 (그림 3-3)<br />
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| − | 이들은 원자 배열이 다르기 때문에 화학적 성질이 완전히 다르다. 이와 같이 실험식은 같으나 구</p>
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| − | <p>조식이 다른 분자들을 이성질체(isomer)라 한다.<br />
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| − | 대부분의 유기분자들은 보다 작은 소단위(subunit)들이 서로 결합되어 있는 형태로, 이들 소단위</p>
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| − | <p>인 단량체(monomer)들이 결합되어 있는 형태를 중합체(polymer)라 한다. 단윛가 중합체로 연결되는 </p>
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| − | <p>반응은 탈수결합(dehydration synthesis)에 의한다. 즉 인접한 두 개의 소단위 사이에서 각 각의 <br />
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| − | -OH와 -H가 물이 되어 제거되면서 두 개의 소단위가 결합하는 것이다.</p>
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| − | <p> </p>
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| − | <p>탈수결합의 역반응을 가수분해(hydrolysis)라 한다. 가수분해는 유기분자에 물이 첨가되어 큰 분자</p>
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| − | <p>가 작은 분자로 쪼개어지는 것으로, 위나 장애서 일어나는 소화작용은 전형적인 가수분해작용이다.<br />
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| − | 생체에 존재하는 유기분자들은 핵산, 탄수화물, 지질, 단백질 등이며, 이들의 구조와 기능을 알</p>
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| − | <p>기 위해서는 이들을 이루고 있는 소단위를 철저히 이해하는 것이 무엇보다 필요하다.</p>
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| − | <p> </p>
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| − | <p> </p>
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| − | <p> </p>
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| − | <p><br />
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| − | 3.1핵산 <br />
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| − | 핵산(uncleic acid)은 탄소, 수소, 산소, 질소, 인으로 구성되어 있는 거대분자로, 유전정보를 </p>
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| − | <p>보유하고 전달하는 분자이다. 핵산에는 DNA(deoxyribonucleic acid), RNA(ribonucleic acid) 두 종</p>
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| − | <p>류가 있다.<br />
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| − | DNA는 피부색, 머리털색, 혈액형 등 우리가 부모로부터 물려받은 모든 형질들에 대한 정보를 갖</p>
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| − | <p>고 있다. 또한, 단백질을 합성하는데 필요한 모든 정보를 갖고 생물체의 구조와 기능을 결정 짓는</p>
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| − | <p>다. 구조단백질의 합성을 통해 생물체의 형태와 물리적 특징을 결정하고, 효소들을 합성하여 단백</p>
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| − | <p>질 합성 뿐만 아니라 지질, 탄수화물과 같은 분자들의 합성과 분해 등 모든 물질대사에 관여한다. </p>
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| − | <p>DNA가 간직하고 있는 유전정보에 따라 단백질을 합성 할 때에는 mRNA, tRNA, rRNA와 같은 RNA들이 </p>
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| − | <p>관여한다. <br />
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| − | 19세기 말 생물학자들은 유전정보를 전달하는 것이 염색체(chromosome)라는 것을 밝혔다. 그러나 </p>
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| − | <p>염색체 내에서 유전자를 구성하고 있는 물질이 DNA라는 사실은 더 늦게 밝혀졌다. 1944년 한 종류</p>
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| − | <p>의 세균에서 순수분리된 DNA를 다른 종류에게 첨가했을 때 새로운 형질이 발현되는 것을 알았다.<br />
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| − | 그러나 유전정보를 전달할 만큼 복잡한 구조를 갖는 것은 단백질이라는 일반적인 생각 때문에 DNA</p>
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| − | <p>에 대해 관심이 모아지지는 않았다.<br />
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| − | </p>
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| − | <p> </p>
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| − | <p>3. 1. 1 핵산의 구조 <br />
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| − | 초기에 유전학자들이 DNA를 유전자의 본질로 받아들이기를 꺼려했던 것은 DNA이 화학적 단순성 </p>
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| − | <p>때문이었다. DNA는 긴 사슬로서 DNA를 이루고 있는 것은 4가지 종류의 소단위인 뉴클레오티드</p>
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| − | <p>(nucleotide)이고, 이들이 탈수결합에 의해 중합되어 DNA를 이룬다. 하나의 뉴클레오티드를 이루는 </p>
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| − | <p>구성요소는 세 가지로 당(sugar), 인산기(phosphate), 질소염기(nitrogen base)이다. 당은 항상 5</p>
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| − | <p>탄당으로 DNA에서는 디옥시리보오스(deoxyribose), RNA에서는 리보오스(ribose)이다. 각각의 당은 </p>
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| − | <p>인산기(PO4)와 염기에 결합되어 있다. 질소염기에는 아데닌(adenine), 구아닌(guaine), 시토신</p>
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| − | <p>(cytosine), 티민(thymine), 우라실(uracil)의 5가지 종류가 있다. 그 가운데 아데닌과 구아닌은 </p>
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| − | <p>두 개의 고리구조를 갖는 분자로서 퓨린(purine)이라 하고, 시토신, 티민, 우라실은 하나의 고리구</p>
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| − | <p>조로서 피리미딘(pyrimidine)이라 한다.<br />
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| − | 이 뉴클레오티드들은 phosphodiester bond에 의해 연결되어 있고, 마치 목걸이에 서로 다른 색깔</p>
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| − | <p>의 구슬을 꿰는 것과 같이 서로 연결되어 있다. 뉴클레오티드의 긴 사슬이 어떻게 한 개체의 모든 </p>
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| − | <p>정보를 결정할 수 있을까? 그리고 이러한 정보가 어떻게 세대를 거치며 전달될 수 있을까? 이러한 </p>
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| − | <p>물음에 대한 답은 DNA 분자의 구조에 있었다.<br />
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| − | 1950년대 초 DNA를 X-선 회절법으로 분석해 본 결과 DNA가 두 줄로 구성되어 있으며, 이들은 나</p>
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| − | <p>선구조를 이루며 꼬여 있음을 알게 되었다. 여기서 DNA가 두 가닥의 사슬로 구성되어 있다는 것이 </p>
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| − | <p>중요했다. 결국 1953년에 Watson과 Crick에 의해 X 선 회절법 분석의 결과와 일치하는 모델이 완성</p>
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| − | <p>됨으로써 DNA의 구조와 기능에 대한 궁금증이 풀리게 되었다. 이 모델에서는 뉴클레오티드의 염기</p>
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| − | <p>를 2중나선구조의 내부에 두고 인산기와 당을 외부에 두었다.<br />
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| − | 그림 3-4는 뉴클레오티드와 핵산이 합성되는 단계를 보여주는 그림이다. 먼저 5탄당에 염기가 결</p>
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| − | <p>합되어 뉴클레오시드(nucleoside)를 이룬다. 뉴클레오시드의 이름은 염기에 따라 붙혀지는데 아데</p>
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| − | <p>닌이 결합된 경우에는 아데닌 뉴클레오시드(adenine nucleoside)라 부르며, 인산기가 뉴클레오시드</p>
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| − | <p>의 5탄당에 결합되면 뉴클레오티드라한다.<br />
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| − | 인접한 뉴클레오티드의 인산기와 5탄당이 탈수결합에 의해 중합되면 이것을 핵산이라 하며 이 결</p>
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| − | <p>합에서 질소염기는 관여하지 않는다. 결국 핵산이란 당-인산기-당-인산기의 기본골격을 갖게 된다</p>
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| − | <p>3. 1. 2 DNA와 RNA <br />
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| − | DNA와 RNA 사이에는 중요한 구조적 차이가 있다. RNA를 이루고 있는 당은 리보오스(ribose)이고 </p>
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| − | <p>아데닌, 구아신, 시토신, 우라실과 같은 4가지 염기만이 나타난다. 뉴클레오티드의 순서와 그들 상</p>
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| − | <p>호간의 작용에 의해 RNA의 모양이 결정된다.<br />
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| − | RNA는 DNA 전사(transcription)에 의해 합성되며, DNA의 한 가닥 사슬이 주형으로 작용하여 이곳</p>
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| − | <p>에 상보적인 염기쌍을 갖는 리보뉴클레오티드들이 결합하여 RNA를 만드는 것이다. RNA 사슬이 완성</p>
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| − | <p>되면 RNA는 DNA를 떠나고 분리되었던 DNA는 다시 결합된다. RNA는 단일사슬이며, DNA의 일부만이 </p>
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| − | <p>전사되기 때문에 DNA에 비해 그 길이가 매우 짧다. 어떤 DNA는 매우 많은 RNA를 만들 수 있으며 전</p>
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| − | <p>혀 RNA를 합성하지 않는 DNA 부위도 존재한다.<br />
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| − | RNA 중 단백질의 아미노산 서열을 결정할 정보를 갖고 있는 RNA를 messenger RNA(mRNA)라 한다.<br />
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| − | mRNA상의 뉴클레오티드들은 세 개씩 묶여 리보솜에 의해 읽혀지며, 단백질 합성에 관여한다. 이 세</p>
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| − | <p>개씩의 뉴클레오티드를 콘돈(codon)이라 하며 한 개의 코돈은 한 개의 아미노산에 대응하지만 그 </p>
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| − | <p>역은 성립하지 않는다. RNA가 4개의 서로 다른 뉴클레오티드가 연결된 중합체인 관계로 43=64가지의 코돈이 가능하다. 그러나 일반적으로 단백질에서 발견되는 아미노산은 20가지이므로 대부분의 아미노산들이 여러 개의 코돈에 의해 결정된다는 것을 짐작할 수 있다. 이러한 코돈은 매우 보존적이어서 세균, 식물, 사람 등에 똑같이 적용된다.<br />
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| − | 그러나 mRNA 단독으로는 코돈에 대응하는 아미노산을 찾아내지 못한다. 따라서 단백질 합성을 하기 위해서는 mRNA의 코돈을 인식할 수 있어야 하고, 이에 대응하는 아미노산을 찾아낼 수 잇는 역할이 필요하다. 이와 같은 역할은 transfer RNA(tRNA)가 담당한다. tRNA는 70 ~90개 정도의 뉴클레오티드로 구성된 작은 RNA로서 여러 군데에서 사슬 자체의 상보적 염기쌍을 이루며 고유한 3차원 구조를 이루고 있다.<br />
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| − | 매우 중요한 점은 tRNA의 양쪽 끝에 짝을 이루지 않은 세 개씩의 뉴클레오티드가 존재한다는 사실이다. 하나는 안티코돈(anticodon) 부위로 mRNA의 상보적인 코돈과 결합할 수 있는 부위이고, 다른 하나는 3'말단에 CCA로 끝나는 뉴클레오티드로 특정한 아미노산과 결합하는 부위이다.<br />
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| − | Ribosomal RNA(rRNA)는 리보솜의 구성요소로 많은 단백질들과 함께 리보솜을 이루고 있는 RNA이다<br />
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| − | DNA는 짝을 이룬 뉴클레오티드 사슬로 이루어진다. DNA를 이루고 있는 당은 디옥시리보오스(deoxyribose)이고, 아데닌, 구아닌, 시토신, 타민의 4가지 염기만이 나타난다. 마주보고 있는 두 사슬의 염기들 사이에서는 수소결합이 일어난다. 염기들은 구조적으로 특정한 염기와 수소결합을 이룰 수 있는데, 아데닌은 티민과 두 개의 수소결합을 이루고, 구아닌은 시토신과의 사이에서 세 개의 소소결합이 일어난다. 그러한 이유로해서 아데닌과 티민 또는 구아닌과 시토신을 상보적 염기쌍(complementary base pair)이라 한다. DNA의 두 사슬은 꼬여서 이중나선(double helix)을 형성한다.</p>
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| − | <p> </p>
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