DNA

 DNA (Deoxyribonucleic acid)는 유전자를 이루는 주요 물질이다. 네 종류의 뉴클레오타이드로 이루어져 있으며, 단조로우나 모든 기관의 수많은 특성을 담는다.

 

DNA는 매우 큰 분자이고 일반적으로 두 polynucleotide 사슬이 코일처럼 쪼여 2.0nm 직경의 이중나선을 형성한다. 각각의 chromosome은 DNA의 두 가닥을 가지고 있다.

각각의 가닥은 hydrogen 결합에 의해 다른것과 연결되어 있다.

한 가닥의 nucleotides 와 다른 nucleotides의 가닥과 서로 형성한다.

다른 가닥과 인접해 있을 때 purine 과 pyrimidine 염기는 hydrogen 결합으로 되어 있다.

가장 안정적인 hydrogen 결합은 guanine(G)와 cytosine(C) 그리고 adenine(A)와 thymine(T0 가 결합했을 때이다.

DNA의 두 가닥을 의미하는 A와T , G와 C 는 염기 서열에서 서로 보완을 해준다.

그래서 G는 항상 C와 함께 찾아지고 A는 항상 T와 함께 찾아진다.

 

구조

 1개의 염색체엔 수천개의 유전자가 들어 있으며, 하나의 유전자는 다시 약 6000 쌍의 염기로 구성되어 있어, 약 30억 쌍으로 이루어진 DNA 는 길이 1.5 m, 무게 1천억 분의 1g에 불과한 DNA 가닥에 담겨있다.

• 인체는 60∼100조 개의 세포로 구성.
• 1개의 세포는 2개의 게놈 ( 46개의 염색체).
• 1개의 염색체는 수 천개의 유전자로 구성.
• 1개의 유전자는 수많은 염기 벽돌로 구성.
• 3개의 염기가 하나의 아미노산을 지정.
• 아미노산 수 만개가 모여 단백질 합성.
• 단백질이 각 개인의 형태나 성질을 나타냄.

구성물질

DNA, RNA : 뉴클레오타이드가 길게 사슬 모양으로 결합한 핵산이다.

 

왓슨과 크릭의 이중나선 발견

1. DNA가 유전물질임이 규명되다.
2. 퓨린 염기의 양과 피리미딘 염기의 양이 일정하며, 이는 생물마다 독특하다. 나아가, 아데닌(A)과 티민(T)의 비율이 1:1, 구아닌(G)와 시토신(C)의 비율이 1:1로 일정하다. (샤가프 E.Chargaff의 발견)에서,
3. 로절린드 프랭클린이 X-선으로 DNA의 사진을 찍다.
4. 제임스 왓슨과 프랜시스 크릭이 DNA의 이중나선 구조를 규명하다. 1962년에 이 업적으로 프랭클린의 보스 윌킨즈와 함께 노벨 생리학 ·의학상을 받았다.

 

왓슨과 크릭의 모델 설명

1. 아데닌과 티민, 구아닌과 시토신이 구조적으로 짝이 맞으므로 나선 구조의 안쪽에서 서로 쌍을 이룬다.
2. 당-인산 뼈대는 염기가 결합한 평면과 직각으로 존재한다.
3. 당-염기의 결합각으로 미루어 뼈대는 나선형으로 꼬이면서 올라간다.

 

DNA 복제

1. DNA의 각 가닥이 따로 풀린다.

- 각 가닥은 상보적인 결합이 가능하므로, 새로운 DNA 분자의 완전한 바탕이 될 수 있다. 

1. DNA중합효소가 상보적으로 결합할 수 있는 뉴클레오타이드들 사이에 공유결합을 만들어 새로운 나선구조를 합성한다.
2. DNA 중합효소 복합체가 인식할 수 있는 특정 부위가 DNA상에 존재하므로, DNA 복제는 DNA의 특별한 부위들에서 시작한다.
   • 결합한 DNA중합효소 복합체는 '거품'을 만들면서 원래 DNA를 양쪽으로 풀어나가며 새로운 DNA분자를 합성한다.
   • 생겨난 새로운 DNA는 원본이 된 DNA와 결합하여 거품의 '안쪽'에서 다시 나선구조를 형성한다.
   • 복제가 끝난뒤에는 두 DNA 이중나선이 생긴다.