디엔에이

디옥시리보핵산(Deoxyribonucleic acid, [[DNA]])은 유전자를 이루는 주요 화학물질이다. 

네 종류의 뉴클레오티드로 이루어져 있다. 단조로우나 모든 기관의 수많은 특성을 담는다. 그염기는 아데닌, 구아닌, 시토신, 티민인데, 이 네가지가 서열이 되어 디엔에이 고분자가 된다.

인간은 23쌍의 염색체를 가지고 있다. 이 염색체속에 유전자가 있으며 게놈은 염색체 전체를 가리키는 말이다. 유전자는 단백질을 어떻게 만들고 무엇을 만들것인지등을 알려준다. 모든 생명현상을 조절하고 통제하는게 단백질인데 이걸 유전자가 통제한다.

인간의 게놈은 31억6천470만 개로 이루어져있다. 또 유전자의 개수는 2만5천 에서 10만으로 다양하게 추산된다.

• 2만6천-3만8천개 정도라고 주장-HGP와 셀레라사
• 2만7천7백-3만4천3백개-프랑스 지노스코프의 크롤리우스 박사
• 3만8천5백개라고 주장-독일 분자생물공학 연구소의 로젠탈 박사-미국 워싱턴 대학의 필 그린 박사
• 4만8천11개-미국 국립 인간게놈 연구소의 콜린스 박사
• 6만6천 개 이상으로 밝혀졌다고 주장-미국 오하이오 주립대학 연구팀

 

구조

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

• 인체는 60∼100조 개의 세포로 구성.
• 1개의 세포는 2개의 게놈 ( 46개의 염색체).
• 1개의 염색체는 수 천개의 유전자로 구성.
• 1개의 유전자는 평균 수천개의 염기로 구성.
• 3개의 염기가 하나의 아미노산을 지정.
• 아미노산 수백개에서 수 만개가 모여 한 단백질 합성.
• 단백질은 생명체의 가장 핵심적인 기능을 수행함.
• 개개인의 유전적 차이는 단염기다형성과 같은 DNA서열상의 차이로 나타남.

 

구성물질

디엔에이, 아레네이 : 뉴클레오티드가 길게 사슬 모양으로 결합한 핵산이다.

왓슨과 크릭의 이중나선 발견 (Double stranded DNA modelled by Crick and Watson)

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.

 

디엔에이 복제 (DNA replication)

1. DNA의 각 가닥이 따로 풀린다. 각 가닥은 상보적인 결합이 가능하므로, 새로운 DNA 분자의 완전한 바탕이 될 수 있다.
2. DNA중합효소가 상보적으로 결합할 수 있는 뉴클레오타이드들 사이에 공유결합을 만들어 새로운 나선구조를 합성한다.
3. 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.