디옥시리보핵산(Deoxyribonucleic acid, DNA)은 유전자를 이루는 주요 물질이다. 네 종류의 뉴클레오티드로 이루어져 있다. 단조로우나 모든 기관의 수많은 특성을 담는다. 그염기는 아데닌, 구아닌, 시토신, 티민인데, 이 네가지를 배열되어 DNA가 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 8만에서 10만으로 추산되지만 많은 사람이 다음과 같이 주장한다.
- 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
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Contents
구조
1개의 염색체엔 수천개의 유전자가 들어 있으며, 하나의 유전자는 다시 약 6000 쌍의 염기로 구성되어 있어, 약 30억 쌍으로 이루어진 D N A 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 : 뉴클레오티드가 길게 사슬 모양으로 결합한 핵산이다.
왓슨과 크릭의 이중나선 발견
- DNA가 유전물질임이 규명되다.
- 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,
- 로절린드 프랭클린이 X-선으로 DNA의 사진을 찍다.
- 제임스 왓슨과 프랜시스 크릭이 DNA의 이중나선 구조를 규명하다. 1962년에 이 업적으로 프랭클린의 보스 윌킨즈와 함께 노벨 생리학·의학상을 받았다.
왓슨과 크릭의 모델 설명
- 아데닌과 티민, 구아닌과 시토신이 구조적으로 짝이 맞으므로 나선 구조의 안쪽에서 서로 쌍을 이룬다.
- 당-인산 뼈대는 염기가 결합한 평면과 직각으로 존재한다.
- 당-염기의 결합각으로 미루어 뼈대는 나선형으로 꼬이면서 올라간다.
DNA 복제
- DNA의 각 가닥이 따로 풀린다. 각 가닥은 상보적인 결합이 가능하므로, 새로운 DNA 분자의 완전한 바탕이 될 수 있다.
- DNA중합효소가 상보적으로 결합할 수 있는 뉴클레오타이드들 사이에 공유결합을 만들어 새로운 나선구조를 합성한다.
- 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.