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세포분자
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<p>의 세균에서 순수분리된 DNA를 다른 종류에게 첨가했을 때 새로운 형질이 발현되는 것을 알았다.<br />
그러나 유전정보를 전달할 만큼 복잡한 구조를 갖는 것은 단백질이라는 일반적인 생각 때문에 DNA</p>
<p>에 대해 관심이 모아지지는 않았다.<br /><br /></p><p>3. 1. 1 핵산의 구조 <br /> 초기에 유전학자들이 DNA를 유전자의 본질로 받아들이기를 꺼려했던 것은 DNA이 화학적 단순성 </p><p>때문이었다. DNA는 긴 사슬로서 DNA를 이루고 있는 것은 4가지 종류의 소단위인 뉴클레오티드</p><p>(nucleotide)이고, 이들이 탈수결합에 의해 중합되어 DNA를 이룬다. 하나의 뉴클레오티드를 이루는 </p><p>구성요소는 세 가지로 당(sugar), 인산기(phosphate), 질소염기(nitrogen base)이다. 당은 항상 5</p><p>탄당으로 DNA에서는 디옥시리보오스(deoxyribose), RNA에서는 리보오스(ribose)이다. 각각의 당은 </p><p>인산기(PO4)와 염기에 결합되어 있다. 질소염기에는 아데닌(adenine), 구아닌(guaine), 시토신</p><p>(cytosine), 티민(thymine), 우라실(uracil)의 5가지 종류가 있다. 그 가운데 아데닌과 구아닌은 </p><p>두 개의 고리구조를 갖는 분자로서 퓨린(purine)이라 하고, 시토신, 티민, 우라실은 하나의 고리구</p><p>조로서 피리미딘(pyrimidine)이라 한다.<br /> 이 뉴클레오티드들은 phosphodiester bond에 의해 연결되어 있고, 마치 목걸이에 서로 다른 색깔</p><p>의 구슬을 꿰는 것과 같이 서로 연결되어 있다. 뉴클레오티드의 긴 사슬이 어떻게 한 개체의 모든 </p><p>정보를 결정할 수 있을까? 그리고 이러한 정보가 어떻게 세대를 거치며 전달될 수 있을까? 이러한 </p><p>물음에 대한 답은 DNA 분자의 구조에 있었다.<br /> 1950년대 초 DNA를 X-선 회절법으로 분석해 본 결과 DNA가 두 줄로 구성되어 있으며, 이들은 나</p><p>선구조를 이루며 꼬여 있음을 알게 되었다. 여기서 DNA가 두 가닥의 사슬로 구성되어 있다는 것이 </p><p>중요했다. 결국 1953년에 Watson과 Crick에 의해 X 선 회절법 분석의 결과와 일치하는 모델이 완성</p><p>됨으로써 DNA의 구조와 기능에 대한 궁금증이 풀리게 되었다. 이 모델에서는 뉴클레오티드의 염기</p><p>를 2중나선구조의 내부에 두고 인산기와 당을 외부에 두었다.<br /> 그림 3-4는 뉴클레오티드와 핵산이 합성되는 단계를 보여주는 그림이다. 먼저 5탄당에 염기가 결</p><p>합되어 뉴클레오시드(nucleoside)를 이룬다. 뉴클레오시드의 이름은 염기에 따라 붙혀지는데 아데</p><p>닌이 결합된 경우에는 아데닌 뉴클레오시드(adenine nucleoside)라 부르며, 인산기가 뉴클레오시드</p><p>의 5탄당에 결합되면 뉴클레오티드라한다.<br /> 인접한 뉴클레오티드의 인산기와 5탄당이 탈수결합에 의해 중합되면 이것을 핵산이라 하며 이 결</p><p>합에서 질소염기는 관여하지 않는다. 결국 핵산이란 당-인산기-당-인산기의 기본골격을 갖게 된다</p><p>3. 1. 2 DNA와 RNA <br /> DNA와 RNA 사이에는 중요한 구조적 차이가 있다. RNA를 이루고 있는 당은 리보오스(ribose)이고 </p><p>아데닌, 구아신, 시토신, 우라실과 같은 4가지 염기만이 나타난다. 뉴클레오티드의 순서와 그들 상</p><p>호간의 작용에 의해 RNA의 모양이 결정된다.<br /> RNA는 DNA 전사(transcription)에 의해 합성되며, DNA의 한 가닥 사슬이 주형으로 작용하여 이곳</p><p>에 상보적인 염기쌍을 갖는 리보뉴클레오티드들이 결합하여 RNA를 만드는 것이다. RNA 사슬이 완성</p><p>되면 RNA는 DNA를 떠나고 분리되었던 DNA는 다시 결합된다. RNA는 단일사슬이며, DNA의 일부만이 </p><p>전사되기 때문에 DNA에 비해 그 길이가 매우 짧다. 어떤 DNA는 매우 많은 RNA를 만들 수 있으며 전</p><p>혀 RNA를 합성하지 않는 DNA 부위도 존재한다.<br /> RNA 중 단백질의 아미노산 서열을 결정할 정보를 갖고 있는 RNA를 messenger RNA(mRNA)라 한다.<br />mRNA상의 뉴클레오티드들은 세 개씩 묶여 리보솜에 의해 읽혀지며, 단백질 합성에 관여한다. 이 세</p><p>개씩의 뉴클레오티드를 콘돈(codon)이라 하며 한 개의 코돈은 한 개의 아미노산에 대응하지만 그 </p><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 /> 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 /> 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 /> Ribosomal RNA(rRNA)는 리보솜의 구성요소로 많은 단백질들과 함께 리보솜을 이루고 있는 RNA이다<br /> 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><p><br /><br /><br /> </p>
<p>3.2 탄수화물<br />
탄수화물(carbohydrate)은 탄소, 수소, 산소의 비가 1:2:1로 구성되어져 있는 물질로서 분자 내에 수산기(-OH)를 많이 갖고 있다. 대부분의 생물체에서 탄수화물은 주요한 음식물로 섭취되며 탄소와 에너지의 공급원으로 작용한다. 또한 탄수화물은 체내에서 셀룰로오스(cellulose)와 같은 구조적 요소로 작용하거나 전분(starch), 글리코겐(glycogen)과 같이 에너지원으로 작용한다. 또한 탄수화물은 다른 물질들과 결합하여 여러 가지 복합체들을 형성하는데, 예를 들어 당단백질<br />