DNA의 화학적 조성과 거대분자 조직. DNA 나선의 종류. 재조합, 복제 및 DNA 복구의 분자 메커니즘. 뉴클레아제와 중합효소의 개념. 유전 정보를 후손에게 전달하기 위한 조건으로서의 DNA 복제. 복제 프로세스의 일반적인 특성입니다. 복제 포크에서 발생하는 작업입니다. 텔로미어 복제, 텔로머라제. 노화 메커니즘에서 말단 염색체 단편의 과소복제의 중요성. 복제 오류 수정 시스템. DNA 중합효소의 교정 특성. 손상된 DNA 복구 메커니즘. DNA 복구 질병의 개념. 일반적인 유전자 재조합의 분자 메커니즘. 부위별 재조합. 유전자 전환.
1865년 그레고르 멘델(Gregor Mendel)이 유전자를 발견했고, 그와 동시대의 프리드리히 미셔(Friedrich Miescher)가 1869년에 유전자를 발견했습니다. (연어 고름과 정자 세포의 핵에서) 핵산을 발견했습니다. 그러나 오랫동안 이러한 발견은 서로 연결되지 않았으며 오랫동안 유전 물질의 구조와 성격이 알려지지 않았습니다. NK의 유전적 역할은 형질전환(1928, F. Griffiths; 1944, O. Avery), 형질도입(1951, Lederberg, Zinder) 및 박테리오파지의 번식(1951, A. Hershey, M. 체이스).
박테리오파지의 형질전환, 형질도입 및 번식은 DNA의 유전적 역할을 확실하게 입증했습니다. RNA 바이러스(AIDS, B형 간염, 인플루엔자, TMV, 쥐 백혈병 등)에서 이 역할은 RNA에 의해 수행됩니다.
핵산의 구조. NC는 유전 정보의 저장 및 전달에 관여하는 생체고분자입니다. NA 단량체는 질소 염기, 단당류 및 하나 이상의 인산염 그룹으로 구성된 뉴클레오티드입니다. NA의 모든 뉴클레오티드는 모노포스페이트입니다. 인산기가 없는 뉴클레오티드를 뉴클레오사이드라고 합니다. NA에 포함된 당은 리보스 또는 2-디옥시리보스의 D-이성질체와 β-아노머입니다. 리보스를 함유한 뉴클레오티드를 리보뉴클레오티드라고 하며 RNA의 단량체이고, 디옥시리보스로부터 유래된 뉴클레오티드가 디옥시리보뉴클레오티드이며 DNA는 이들로 구성된다. 질소 염기에는 퓨린 - 아데닌, 구아닌 및 피리미딘 - 시토신, 티민, 우라실의 두 가지 유형이 있습니다. RNA와 DNA의 구성에는 아데닌, 구아닌, 시토신이 포함됩니다. 우라실은 RNA에서만 발견되고, 티민은 DNA에서만 발견됩니다.
어떤 경우에는 NA에 디하이드로우리딘, 4-티오우리딘, 이노신 등과 같은 희귀한 소수 뉴클레오티드가 포함되어 있습니다. 이들의 다양성은 특히 tRNA에서 높습니다. 소수의 뉴클레오티드는 중합체 사슬이 형성된 후 발생하는 NA 염기의 화학적 변형의 결과로 형성됩니다. 다양한 메틸화 유도체는 RNA와 DNA에서 매우 흔합니다: 5-메틸우리딘, 5-메틸시티딘, 1-N-메틸아데노신, 2-N-메틸구아노신. RNA에서 메틸화의 대상은 리보스 잔기의 2"-하이드록시 그룹일 수도 있으며, 이로 인해 2"-O-메틸시티딘 또는 2"-O-메틸구아노신이 형성됩니다.
리보뉴클레오타이드와 데옥시리보뉴클레오타이드 단위는 포스포디에스테르 가교를 사용하여 서로 연결되어 한 뉴클레오타이드의 5"-하이드록실 그룹을 다음 뉴클레오타이드의 3"-하이드록실 그룹과 연결합니다. 따라서 규칙적인 골격은 인산염과 리보스 잔기로 형성되며, 염기는 단백질에 측기가 부착되는 것과 같은 방식으로 당에 부착됩니다. 체인을 따라 있는 베이스의 순서를 NC의 기본 구조라고 합니다. 염기 서열은 일반적으로 오탄당의 5" 탄소 원자에서 3" 탄소 원자 방향으로 읽혀집니다.
DNA 구조. DNA 구조의 이중 나선 모델은 1953년 Watson과 Crick에 의해 제안되었습니다(그림 7).
이 3차원 모델에 따르면, DNA 분자는 동일한 축에 대해 오른쪽 나선을 형성하는 서로 반대 방향으로 향하는 두 개의 폴리뉴클레오티드 사슬로 구성됩니다. 질소 염기는 이중 나선 내부에 위치하며 그 평면은 주축에 수직이며 설탕 인산 잔기는 바깥쪽으로 노출됩니다. 특정 H-결합은 염기 사이에 형성됩니다: 아데닌 - 티민(또는 우라실), 구아닌 - 시토신, 이를 Watson-Crick 쌍이라고 합니다. 결과적으로 더 큰 퓨린은 항상 더 작은 피리미딘과 상호 작용하여 최적의 골격 구조를 보장합니다. 이중 나선의 역평행 사슬은 염기 서열이나 뉴클레오티드 구성이 동일하지 않지만, 위의 염기 사이에 특정 수소 결합이 존재하기 때문에 정확하게 서로 상보적입니다.
상보성은 DNA 복사(복제)에 매우 중요합니다. 밝혀진 DNA의 다양한 염기 수 사이의 관계
그림 7. B - DNA의 형태
Chargraffet al. 1950년대에는 DNA 구조를 확립하는 데 매우 중요했습니다. 유기체에 관계없이 DNA 사슬의 염기에 있는 아데닌 잔기의 수가 티민 잔기의 수와 같고, 구아닌 잔기는 시토신 잔기의 수와 같습니다. 이러한 동등성은 선택적 염기쌍의 결과입니다(그림 8).
이중 나선의 기하학적 구조는 인접한 염기쌍이 0.34 nm 떨어져 있고 나선 축을 중심으로 36° 회전하는 것과 같습니다. 따라서 나선 한 바퀴당 10개의 염기쌍이 있고 나선 피치는 3.4nm입니다. 이중 나선의 직경은 20 nm이고 그 안에 크고 작은 두 개의 홈이 형성됩니다. 이는 당인산 골격이 질소 염기보다 나선축에서 더 멀리 위치하기 때문입니다.
DNA 구조의 안정성은 다양한 유형의 상호작용에 기인하며, 주요 상호작용은 염기 사이의 H-결합과 평면간 상호작용(스택킹)입니다. 후자 덕분에 원자 사이의 유리한 반 데르 발스 접촉이 보장될 뿐만 아니라
그림 8. DNA 사슬의 상보성과 역평행성의 원리
평행 염기 원자의 p-오비탈 중첩으로 인한 추가 안정화. 안정화는 또한 수성 환경과의 직접적인 접촉으로부터 저극성 염기를 보호하는 데 나타나는 유리한 소수성 효과에 의해 촉진됩니다. 대조적으로, 극성 및 이온화된 그룹을 갖는 당 인산염 골격은 노출되어 구조를 안정화시킵니다.
DNA에는 A, B, C 및 Z의 네 가지 다형성 형태가 알려져 있습니다. 일반적인 구조는 B-DNA이며, 염기쌍의 평면은 이중 나선 축에 수직입니다(그림 7). A-DNA에서 염기쌍의 평면은 법선에서 오른쪽 이중나선의 축 방향으로 약 20° 회전합니다. 나선의 한 바퀴에 11개의 염기쌍이 있습니다. C-DNA에는 나선의 한 바퀴에 9개의 염기쌍이 있습니다. Z-DNA는 회전당 12개의 염기쌍을 갖는 왼손잡이 나선입니다. 밑면의 평면은 나선형 축에 대략 수직입니다. 세포의 DNA는 일반적으로 B 형태이지만 개별 부분은 A, Z 또는 다른 형태일 수도 있습니다.
DNA 이중 나선은 고정된 형태가 아니며 끊임없이 움직입니다.
· 회로의 연결이 변형되었습니다.
· 상보적인 염기쌍이 열리고 닫힙니다.
DNA는 단백질과 상호작용합니다.
· 분자의 장력이 높으면 국부적으로 풀립니다.
· 오른쪽 나선이 왼쪽으로 변합니다.
DNA에는 3가지 부분이 있습니다:
1. 자주 반복됨(위성) - 최대 106개 유전자 사본(마우스의 경우 10%). 단백질 합성에는 관여하지 않습니다. 유전자를 분리합니다. 교차 제공; 트랜스포존이 포함되어 있습니다.
2. 약하게 반복 가능 - 최대 102 - 103개의 유전자 복사본(마우스의 경우 15%). t-RNA 합성 유전자, 리보솜 단백질 및 염색질 단백질 합성 유전자가 포함되어 있습니다.
3. 독특함(반복 불가능) – 생쥐의 경우 75%(인간의 경우 56%). 구조 유전자로 구성됩니다.
DNA 위치: DNA의 95%는 염색체(선형 DNA)의 핵에 위치하며 5%는 원형 DNA 형태의 미토콘드리아, 색소체 및 세포 중심에 위치합니다.
DNA의 기능: 정보의 저장 및 전송 수리하다; 복제.
유전자 영역의 두 DNA 가닥은 기능적 역할이 근본적으로 다릅니다. 그 중 하나는 코딩 또는 감지이고 두 번째는 주형입니다.
이는 유전자를 "읽는" 과정(전사 또는 사전 mRNA 합성)에서 DNA 주형 가닥이 주형 역할을 한다는 것을 의미합니다. 이 과정의 산물인 pre-mRNA는 DNA의 코딩 가닥과 뉴클레오티드 서열이 일치합니다(티민 염기가 우라실 염기로 대체됨).
따라서 DNA 주형 가닥의 도움으로 DNA 코딩 가닥의 유전 정보가 전사 중에 RNA 구조에서 재생산되는 것으로 나타났습니다.
모든 살아있는 유기체에 내재된 주요 매트릭스 과정은 DNA 복제, 전사 및 번역입니다.
복제- 모 DNA 분자의 염기 서열에 암호화된 정보가 최대 정확도로 딸 DNA로 전달되는 과정입니다. 반보존적 복제를 통해 1세대 딸세포는 부모로부터 DNA 한 가닥을 받고 두 번째 가닥이 새로 합성됩니다. 이 과정은 트랜스퍼라제 클래스에 속하는 DNA 폴리머라제의 참여로 수행됩니다. 주형의 역할은 이중 가닥 모체 DNA의 분리된 사슬에 의해 수행되며 기질은 데옥시리보뉴클레오시드-5"-삼인산입니다.
전사- DNA에서 RNA로 유전정보를 전달하는 과정. 모든 유형의 RNA(mRNA, rRNA 및 tRNA)는 주형 역할을 하는 DNA의 염기 순서에 따라 합성됩니다. 소위 "+" DNA 가닥 중 하나만 전사됩니다. 이 과정은 RNA 중합효소의 참여로 발생합니다. 기질은 리보뉴클레오시드 5"-삼인산입니다.
원핵생물과 진핵생물의 복제와 전사 과정은 속도와 개별 메커니즘이 크게 다릅니다.
방송- mRNA의 기본 서열 언어 정보가 단백질의 아미노산 서열 언어로 번역되는 결과로 mRNA를 해독하는 과정. 번역은 아미노아실-tRNA를 기질로 하는 리보솜에서 일어납니다.
DNA 중합효소에 의해 촉매되는 주형 DNA 합성은 두 가지 주요 기능을 수행합니다. DNA 복제 - 새로운 딸 사슬의 합성과 이 사슬의 손상된 부분을 잘라낸 결과 형성된 사슬 중 하나가 파손된 이중 가닥 DNA의 복구 뉴클레아제에 의한 사슬. 원핵생물과 진핵생물에는 세 가지 유형의 DNA 중합효소가 있습니다. 원핵생물에서는 유형 I, II 및 III의 중합효소가 확인되어 pol l, pol ll 및 pol III으로 지정됩니다. 후자는 성장하는 사슬의 합성을 촉매하는데, pol은 DNA 성숙 과정에서 중요한 역할을 하며, poll의 기능은 완전히 이해되지 않았습니다. 진핵세포에서 DNA 중합효소 ά는 염색체 복제에 관여하고, DNA 중합효소 β는 복구에 관여하며, γ 변종은 미토콘드리아 DNA 복제를 수행하는 효소이다. 복제가 일어나는 세포의 유형에 관계없이 이러한 효소는 5"→3 방향으로 자라는 DNA 가닥 중 하나의 3" 끝에 있는 OH 그룹에 뉴클레오티드를 부착합니다. 따라서 그들은 이들 F가 5"→3" 중합효소 활성을 가지고 있다고 말합니다. 또한 이들은 모두 3"→5" 방향으로 뉴클레오티드를 절단하여 DNA를 분해하는 능력을 나타냅니다. 즉, 이들은 3"→5" 엑소뉴클레아제입니다.
1957년에 대장균을 연구하던 메셀슨과 스탈은 각각의 자유 가닥에서 DNA 중합효소 효소가 새로운 상보적 가닥을 만든다는 사실을 발견했습니다. 이것은 반보존적인 복제 방법입니다. 한 가닥은 오래되고 다른 가닥은 새로운 것입니다!
일반적으로 복제는 ori 영역(복제 원본에서)이라고 하는 엄격하게 정의된 영역에서 시작되고 이러한 영역에서 양방향으로 확산됩니다. ori 영역 앞에는 모 DNA 가닥의 분기점이 있습니다. 분기점에 인접한 영역을 복제 분기점이라고 합니다(그림 9). 합성 중에 복제 포크는 분자를 따라 이동하고 포크가 종료 지점에 도달할 때까지 모체 DNA의 점점 더 많은 새로운 부분이 풀립니다. 사슬 분리는 특별한 F-헬리카제(토포이소머라제)를 사용하여 이루어집니다. 이에 필요한 에너지는 ATP의 가수분해를 통해 방출됩니다. 헬리카제는 폴리뉴클레오티드 사슬을 따라 두 방향으로 이동합니다.
DNA 합성을 시작하려면 시드, 즉 프라이머가 필요합니다. 프라이머의 역할은 짧은 RNA(10-60개 뉴클레오티드)에 의해 수행됩니다. primase의 참여로 DNA의 특정 부분에 상보적으로 합성됩니다. 프라이머가 형성된 후 DNA 중합효소가 작동하기 시작합니다. 헬리카제와 달리 DNA 중합효소는 주형의 3"에서 5" 끝 부분으로만 이동할 수 있습니다. 따라서 이중 가닥 모 DNA가 풀리면서 성장하는 사슬의 신장은 주형의 한 가닥, 즉 복제 분기점이 3"에서 5" 끝으로 이동하는 가닥을 따라서만 발생할 수 있습니다. 연속적으로 합성되는 사슬을 선도사슬(Leading Chain)이라 한다. 지연 가닥의 합성은 또한 프라이머의 형성으로 시작하여 복제 분기점에서 선두 가닥의 반대 방향으로 진행됩니다. 지연 가닥은 단편(오카자키 단편의 형태)으로 합성되는데, 이는 복제 포크가 프리마제에 친화성을 갖는 주형 영역을 방출할 때만 프라이머가 형성되기 때문입니다. 단일 사슬을 형성하기 위한 오카자키 단편의 연결(가교결합)을 성숙 과정이라고 합니다.
가닥이 성숙되는 동안, 선두 가닥의 5" 끝과 Okazaki 단편의 5" 끝 모두에서 RNA 프라이머가 제거되고, 이들 단편이 서로 연결됩니다. 프라이머 제거는 3"→5" 엑소뉴클레아제의 참여로 수행됩니다. 제거된 RNA 대신 동일한 F가 5"→3" 중합효소 활성을 사용하여 데옥시뉴클레오티드를 부착합니다. 이 경우 "잘못된" 뉴클레오티드를 추가하는 경우 "교정"이 수행됩니다(비상보적 쌍을 형성하는 염기 제거). 이 프로세스는 109개 염기쌍당 하나의 오류에 해당하는 매우 높은 복제 정확도를 제공합니다.
그림 9. DNA 복제:
1 - 복제 포크, 2 - DNA 중합효소(pol I - 성숙);
3 - DNA 중합효소(pol III - "교정"); 4-헬리카제;
5-자이라제(토포이소머라제); 이중 나선을 불안정하게 만드는 6가지 단백질.
"잘못된" 뉴클레오티드가 성장하는 사슬의 3" 말단에 부착되어 매트릭스와 필요한 수소 결합을 형성할 수 없는 경우 수정이 수행됩니다. pol III가 실수로 잘못된 염기를 부착하면 3" - 5"가 됩니다. 엑소뉴클레아제 활성이 "활성화"되고 이 염기가 즉시 제거된 후 중합효소 활성이 복원됩니다. 이 간단한 메커니즘은 pol III가 절대적으로 정확한 DNA 이중 나선에서만 중합효소로 작용할 수 있다는 사실로 인해 작동합니다. 기본 페어링.
RNA 단편을 제거하는 또 다른 메커니즘은 RNase H라고 불리는 특수 리보뉴클레아제의 세포 내 존재에 기초합니다. 이 F는 하나의 리보뉴클레오타이드와 하나의 디옥시리보뉴클레오타이드 사슬로 구성된 이중 가닥 구조에 특이적이며 첫 번째를 가수분해합니다.
RNase H는 또한 RNA 프라이머를 제거한 후 DNA 중합효소에 의해 간격을 복구할 수 있습니다. 필요한 순서로 단편을 조립하는 마지막 단계에서 DNA 리가제가 작용하여 포스포디에스테르 결합 형성을 촉매합니다.
진핵생물 염색체의 헬리카제에 의해 DNA 이중나선의 일부가 풀리면 구조의 나머지 부분이 초나선으로 이어지며, 이는 필연적으로 복제 과정 속도에 영향을 미칩니다. 슈퍼코일링은 DNA 토포이소머라제에 의해 방지됩니다.
따라서 DNA 중합효소 외에도 헬리카제, 프리마제, RNase H, DNA 리가제 및 토포이소머라제와 같은 많은 P 세트가 DNA 복제에 참여합니다. 인 단백질과 주형 DNA 생합성에 관여하는 단백질의 목록은 완전하지 않습니다. 그러나 이 과정에 참여한 많은 참가자는 오늘날까지 거의 연구되지 않았습니다.
복제 과정에서 "교정"이 발생합니다. 즉, 새로 합성된 DNA에 포함된 잘못된(비상보적 쌍 형성) 염기가 제거되는 것입니다. 이 프로세스는 109개 염기쌍당 하나의 오류에 해당하는 매우 높은 복제 정확도를 제공합니다.
텔로미어. 1938년 고전 유전학자인 B. McClinton과 G. Möller는 염색체 끝에 텔로미어(telos-end, meros-part)라는 특별한 구조가 있음을 증명했습니다.
과학자들은 X선 방사선에 노출되면 텔로미어만이 저항성을 보인다는 사실을 발견했습니다. 반대로 말단 부분이 없으면 염색체가 병합되기 시작하여 심각한 유전적 이상을 초래합니다. 따라서 텔로미어는 염색체의 개성을 제공합니다. 텔로미어는 조밀하게 포장되어(이종염색질) 효소(텔로머라제, 메틸라제, 엔도뉴클레아제 등)에 접근할 수 없습니다.
텔로미어의 기능.
1. 기계적: a) S기 이후 자매 염색분체의 끝을 연결하는 단계; b) 염색체를 핵막에 고정시켜 상동체의 접합을 보장합니다.
2. 안정화: a) 유전적으로 중요한 DNA 부분의 과소복제로부터 보호(텔로미어는 전사되지 않음); b) 부러진 염색체 말단의 안정화. α-지중해빈혈 환자의 경우 16d번 염색체의 α-글로빈 유전자에 손상이 발생하고 손상된 끝에 텔로미어 반복(TTAGGG)이 추가됩니다.
3. 유전자 발현에 대한 영향. 텔로미어 근처에 위치한 유전자의 활동이 감소합니다. 이것은 침묵, 즉 전사적 침묵의 표현입니다.
4. "카운팅 기능". 텔로미어는 세포 분열 횟수를 세는 시계 장치 역할을 합니다. 각 분열은 텔로미어를 50-65bp만큼 단축시킵니다. 그리고 인간 배아 세포의 총 길이는 10-15,000bp입니다.
텔로미어 DNA는 최근 생물학자들의 관심을 끌었습니다. 연구의 첫 번째 대상은 단세포 원생 동물 - 섬모 모양의 섬모 (사상충)로, 수만 개의 매우 작은 염색체를 포함하므로 한 세포에 많은 텔로미어가 있습니다 (고등 진핵 생물에서는 세포 당 100 개 미만의 텔로미어가 있습니다).
섬모류의 텔로미어 DNA에서는 6개의 뉴클레오티드 잔기 블록이 여러 번 반복됩니다. DNA의 한 가닥에는 2개의 티민 - 4개의 구아닌(TTGGYG - G 사슬) 블록과 상보 사슬 - 2개의 아데닌 - 4개의 시토신(AACCCC - C 사슬)이 포함되어 있습니다.
과학자들이 인간의 텔로미어 DNA가 섬모의 DNA와 단 한 글자만 다르고 2티민-아데닌-3구아닌 블록(TTAGGG)을 형성한다는 사실을 발견했을 때 얼마나 놀랐을지 상상해 보십시오. 더욱이 모든 포유류, 파충류, 양서류, 새, 어류의 텔로미어(G-사슬)가 TTAGGG 블록으로 만들어지는 것으로 밝혀졌습니다.
그러나 텔로미어 DNA는 어떤 단백질도 암호화하지 않기 때문에(유전자를 포함하지 않음) 여기에는 놀라운 일이 없습니다. 모든 유기체에서 텔로미어는 위에서 논의한 보편적인 기능을 수행합니다. 텔로미어 DNA의 매우 중요한 특징은 길이입니다. 인간의 경우 염기쌍의 범위는 2~20,000개이며 일부 생쥐 종에서는 수십만 개의 염기쌍에 도달할 수 있습니다. 텔로미어 근처에는 기능을 보장하고 텔로미어 구성에 관여하는 특수 단백질이 있는 것으로 알려져 있습니다.
정상적인 기능을 위해서는 각각의 선형 DNA가 두 개의 텔로미어(양 끝에 하나씩)가 있어야 한다는 것이 입증되었습니다.
원핵생물에는 텔로미어가 없습니다. DNA가 고리 모양으로 닫혀 있습니다.
우리 모두는 사람의 외모, 습관, 질병까지도 유전된다는 것을 알고 있습니다. 생명체에 관한 이 모든 정보는 유전자에 암호화되어 있습니다. 그렇다면 이 악명 높은 유전자는 어떻게 생겼고, 어떻게 기능하며, 어디에 위치합니까?
따라서 사람이나 동물의 모든 유전자의 운반자는 DNA입니다. 이 화합물은 1869년 요한 프리드리히 미셔(Johann Friedrich Miescher)에 의해 발견되었습니다. 화학적으로 DNA는 디옥시리보핵산입니다. 이것은 무엇을 의미 하는가? 이 산은 지구상의 모든 생명체의 유전암호를 어떻게 전달합니까?
DNA가 어디에 있는지부터 살펴보겠습니다. 인간 세포에는 다양한 기능을 수행하는 많은 세포 소기관이 포함되어 있습니다. DNA는 핵에 위치합니다. 핵은 특수한 막으로 둘러싸여 있고 모든 유전 물질인 DNA가 저장되어 있는 작은 소기관입니다.
DNA 분자의 구조는 무엇입니까?
먼저 DNA가 무엇인지부터 살펴보자. DNA는 구조 요소인 뉴클레오티드로 구성된 매우 긴 분자입니다. 뉴클레오티드에는 아데닌(A), 티민(T), 구아닌(G), 시토신(C)의 4가지 유형이 있습니다. 뉴클레오티드 사슬은 개략적으로 다음과 같습니다. GGAATTCTAAG... 이 뉴클레오티드 서열은 DNA 사슬입니다.DNA의 구조는 1953년 제임스 왓슨(James Watson)과 프랜시스 크릭(Francis Crick)에 의해 처음으로 해독되었습니다.
하나의 DNA 분자에는 서로 나선형으로 꼬인 두 개의 뉴클레오티드 사슬이 있습니다. 이 뉴클레오티드 사슬은 어떻게 서로 붙어 나선형으로 꼬이는 걸까요? 이러한 현상은 상보성의 성질에 기인한다. 상보성은 특정 뉴클레오티드(상보성)만이 두 사슬에서 서로 반대편에서 발견될 수 있음을 의미합니다. 따라서 아데닌 반대편에는 항상 티민이 있고, 구아닌 반대편에는 항상 시토신만 있습니다. 따라서 구아닌은 시토신에, 아데닌은 티민에 상보적이며, 서로 다른 사슬에서 서로 반대되는 이러한 뉴클레오티드 쌍을 상보적이라고도합니다.
다음과 같이 개략적으로 표시할 수 있습니다.
G-C
T-A
T-A
C~G
이러한 상보적인 쌍 A-T와 G-C는 쌍의 뉴클레오티드 사이에 화학적 결합을 형성하며 G와 C 사이의 결합은 A와 T 사이보다 더 강합니다. 결합은 상보적인 염기 사이에서 엄격하게 형성됩니다. 상보적이지 않은 G와 A 사이의 결합은 불가능합니다.
DNA의 '포장', DNA 가닥은 어떻게 염색체가 되는가?
왜 이 DNA 뉴클레오티드 사슬도 서로 꼬이는 걸까요? 이것이 왜 필요한가요? 사실은 뉴클레오티드의 수가 엄청나고 그러한 긴 사슬을 수용하기 위해 많은 공간이 필요하다는 것입니다. 이러한 이유로 DNA의 두 가닥이 나선형으로 서로 뒤틀립니다. 이 현상을 나선형화라고 합니다. 나선화의 결과로 DNA 사슬은 5-6배 단축됩니다.일부 DNA 분자는 신체에서 적극적으로 사용되는 반면 다른 분자는 거의 사용되지 않습니다. 나선화 외에도 드물게 사용되는 DNA 분자는 훨씬 더 컴팩트한 "포장"을 거칩니다. 이 컴팩트한 포장을 슈퍼코일링이라고 하며 DNA 가닥을 25-30배 단축합니다!
DNA 나선은 어떻게 포장됩니까?
슈퍼코일링은 막대나 실의 실패 모양과 구조를 갖는 히스톤 단백질을 사용합니다. 나선형 DNA 가닥은 히스톤 단백질인 이 "코일"에 감겨 있습니다. 따라서 긴 실은 매우 촘촘하게 포장되어 공간을 거의 차지하지 않습니다. 하나 또는 다른 DNA 분자를 사용해야 하는 경우 "풀기" 과정이 발생합니다. 즉, DNA 가닥이 "스풀"에서 "풀려"(히스톤 단백질(감겨진 경우)) 나선형을 두 개의 평행 사슬로 만듭니다. 그리고 DNA 분자가 이렇게 꼬이지 않은 상태에 있으면 그로부터 필요한 유전 정보를 읽을 수 있습니다. 더욱이, 유전 정보는 꼬이지 않은 DNA 가닥에서만 읽혀집니다!
슈퍼코일 염색체 세트라고 합니다. 이질염색질, 정보를 읽는 데 사용할 수 있는 염색체는 다음과 같습니다. 유염색질.
유전자란 무엇이며 DNA와의 연관성은 무엇입니까?
이제 유전자가 무엇인지 살펴 보겠습니다. 혈액형, 눈 색깔, 머리카락, 피부 및 기타 신체의 여러 특성을 결정하는 유전자가 있는 것으로 알려져 있습니다. 유전자는 엄격하게 정의된 조합으로 배열된 특정 수의 뉴클레오티드로 구성된 엄격하게 정의된 DNA 부분입니다. 엄격하게 정의된 DNA 섹션의 위치는 특정 유전자가 해당 위치에 할당되어 있으며 이 위치를 변경할 수 없음을 의미합니다. 다음과 같이 비교하는 것이 적절합니다. 사람은 특정 거리, 특정 집 및 아파트에 살고 있으며 자발적으로 다른 집, 아파트 또는 다른 거리로 이동할 수 없습니다. 유전자의 특정 수의 뉴클레오티드는 각 유전자가 특정 수의 뉴클레오티드를 가지며 더 많거나 적게 될 수 없음을 의미합니다. 예를 들어, 인슐린 생산을 암호화하는 유전자는 60개의 뉴클레오티드 쌍으로 구성됩니다. 옥시토신 호르몬 생산을 암호화하는 유전자 - 370개의 뉴클레오티드 쌍. 엄격한 뉴클레오티드 서열은 각 유전자마다 고유하며 엄격하게 정의됩니다. 예를 들어, AATTAATA 서열은 인슐린 생산을 암호화하는 유전자 단편입니다. 인슐린을 얻기 위해서는 정확히 이 서열이 사용되며, 예를 들어 아드레날린을 얻기 위해서는 다양한 뉴클레오티드 조합이 사용됩니다. 특정 뉴클레오티드 조합만이 특정 "제품"(아드레날린, 인슐린 등)을 암호화한다는 것을 이해하는 것이 중요합니다. "그 자리"에 서있는 특정 수의 뉴클레오티드의 독특한 조합은 다음과 같습니다. 유전자.
유전자 외에도 DNA 사슬에는 소위 "비암호화 서열"이 포함되어 있습니다. 이러한 비암호화 뉴클레오티드 서열은 유전자의 기능을 조절하고, 염색체의 나선형화를 돕고, 유전자의 시작점과 끝점을 표시합니다. 그러나 현재까지 대부분의 비암호화 서열의 역할은 불분명합니다.
염색체란 무엇입니까? 성염색체
개인의 유전자 집합을 게놈이라고 합니다. 당연히 전체 게놈이 하나의 DNA에 포함될 수는 없습니다. 게놈은 46쌍의 DNA 분자로 나누어져 있습니다. 한 쌍의 DNA 분자를 염색체라고 합니다. 따라서 인간은 46개의 염색체를 가지고 있습니다. 각 염색체는 엄격하게 정의된 유전자 세트를 가지고 있습니다. 예를 들어 염색체 18에는 눈 색깔 등을 암호화하는 유전자가 포함되어 있습니다. 염색체는 길이와 모양이 서로 다릅니다. 가장 일반적인 모양은 X 또는 Y이지만 다른 모양도 있습니다. 인간은 같은 모양의 두 개의 염색체를 가지고 있는데 이를 쌍이라고 합니다. 이러한 차이로 인해 쌍을 이루는 모든 염색체에는 번호가 매겨져 있으며 23쌍이 있습니다. 이는 염색체 쌍 1번, 2번 쌍, 3번 염색체 등이 있다는 뜻이다. 특정 형질을 담당하는 각 유전자는 동일한 염색체에 위치합니다. 전문가를 위한 최신 지침은 유전자의 위치를 나타낼 수 있습니다(예: 22번 염색체, 긴 팔).염색체의 차이점은 무엇입니까?
염색체는 서로 어떻게 다른가요? 긴 어깨라는 용어는 무엇을 의미합니까? X 형태의 염색체를 생각해 봅시다. DNA 가닥의 교차점은 중앙(X)에서 발생할 수도 있고 중앙에서 발생하지 않을 수도 있습니다. 이러한 DNA 가닥의 교차가 중앙에서 발생하지 않으면 교차점에 비해 일부 끝은 더 길고 다른 끝은 각각 짧습니다. 이러한 긴 끝을 일반적으로 염색체의 장완이라고 하고, 짧은 끝을 단완이라고 합니다. Y자 모양의 염색체에서는 대부분의 팔이 긴 팔로 채워져 있고, 짧은 팔은 매우 작습니다(도식 이미지에도 표시되지 않음). 염색체의 크기는 다양합니다. 가장 큰 염색체는 1번과 3번 쌍의 염색체이고, 가장 작은 염색체는 17번, 19번 쌍입니다.
모양과 크기 외에도 염색체는 수행하는 기능도 다릅니다. 23쌍 중 22쌍은 체세포이고 1쌍은 성적 쌍입니다. 무슨 뜻이에요? 체세포 염색체는 개인의 모든 외부 특성, 행동 반응의 특성, 유전적 정신 유형, 즉 각 개인의 모든 특성과 특성을 결정합니다. 한 쌍의 성염색체는 사람의 성별(남성 또는 여성)을 결정합니다. 인간의 성염색체에는 X(X)와 Y(Y)의 두 가지 유형이 있습니다. XX(x - x)로 결합하면 여성이고, XY(x - y)로 결합하면 남성입니다.
유전병 및 염색체 손상
그러나 게놈의 "고장"이 발생하고 사람들에게서 유전병이 발견됩니다. 예를 들어, 21번째 염색체 쌍에 2개가 아닌 3개의 염색체가 있는 경우 다운증후군을 가지고 태어납니다.질병을 유발하지 않지만 오히려 좋은 특성을 부여하는 유전 물질의 작은 "고장"이 많이 있습니다. 유전 물질의 모든 "분해"를 돌연변이라고 합니다. 질병을 일으키거나 신체 특성을 악화시키는 돌연변이는 부정적인 것으로 간주되며, 새로운 유익한 특성을 형성하는 돌연변이는 긍정적인 것으로 간주됩니다.
그러나 오늘날 사람들이 앓고 있는 대부분의 질병은 유전되는 질병이 아니라 단지 소인일 뿐입니다. 예를 들어, 아이의 아버지는 설탕을 천천히 흡수합니다. 이는 아이가 당뇨병을 갖고 태어날 것이라는 의미는 아니지만, 아이에게 소인이 있을 것이라는 의미입니다. 이는 어린이가 과자와 밀가루 제품을 남용하면 당뇨병에 걸릴 것임을 의미합니다.
오늘은 소위 술사약. 이 의료 행위의 일환으로 개인의 성향이 식별되고(해당 유전자의 식별을 기반으로) 권장 사항이 제공됩니다. 따라야 할 식단, 아프지 않도록 일과 휴식을 적절하게 번갈아 사용하는 방법 등이 있습니다.
DNA에 암호화된 정보를 어떻게 읽을 수 있나요?
DNA에 담긴 정보를 어떻게 읽을 수 있나요? 자신의 몸은 그것을 어떻게 사용합니까? DNA 자체는 일종의 매트릭스이지만 단순하지는 않지만 암호화되어 있습니다. DNA 매트릭스에서 정보를 읽으려면 먼저 특수 캐리어인 RNA로 전송됩니다. RNA는 화학적으로 리보핵산이다. 핵막을 통과하여 세포 안으로 들어갈 수 있다는 점에서 DNA와 다르지만, DNA에는 이러한 능력이 없습니다(핵에서만 발견됨). 인코딩된 정보는 셀 자체에서 사용됩니다. 따라서 RNA는 핵에서 세포로 암호화된 정보를 전달하는 운반체입니다.RNA 합성은 어떻게 이뤄지고, RNA를 이용해 단백질은 어떻게 합성되나요?
정보를 "읽어야" 하는 DNA 가닥이 풀리면 특별한 "빌더" 효소가 DNA 가닥에 접근하여 DNA 가닥과 평행한 상보적인 RNA 사슬을 합성합니다. RNA 분자는 또한 아데닌(A), 우라실(U), 구아닌(G) 및 시토신(C)의 4가지 유형의 뉴클레오티드로 구성됩니다. 이 경우 아데닌 - 우라실, 구아닌 - 시토신 쌍은 보완적입니다. 보시다시피 DNA와 달리 RNA는 티민 대신 우라실을 사용합니다. 즉, "빌더" 효소는 다음과 같이 작동합니다. DNA 가닥에 A가 있으면 Y를 RNA 가닥에 부착하고, G이면 C에 부착합니다. 따라서 전사 중에 각 활성 유전자로부터 주형(핵막을 통과할 수 있는 RNA 사본)이 형성됩니다. 특정 유전자에 의해 암호화된 단백질의 합성은 어떻게 발생합니까?
핵을 떠난 후 RNA는 세포질로 들어갑니다. 이미 세포질에 있는 RNA는 특수 효소 시스템(리보솜)에 매트릭스로 내장될 수 있으며, 리보솜은 RNA 정보에 따라 상응하는 단백질 아미노산 서열을 합성할 수 있습니다. 아시다시피 단백질 분자는 아미노산으로 구성됩니다. 리보솜은 성장하는 단백질 사슬에 어떤 아미노산을 추가해야 하는지 어떻게 알 수 있습니까? 이는 삼중 코드를 기반으로 수행됩니다. 삼중항 코드는 RNA 사슬의 3개 뉴클레오티드 서열( 세 쌍둥이,예를 들어 GGU)는 단일 아미노산(이 경우 글리신)에 대한 코드입니다. 각 아미노산은 특정 삼중항에 의해 암호화됩니다. 따라서 리보솜은 삼중항을 "읽고" RNA의 정보를 읽으면서 다음에 추가해야 할 아미노산을 결정합니다. 아미노산 사슬이 형성되면 특정 공간적 형태를 취하고 이에 할당된 효소, 구성, 호르몬 및 기타 기능을 수행할 수 있는 단백질이 됩니다.모든 살아있는 유기체의 단백질은 유전자의 산물입니다. 유전자의 다양한 특성, 품질 및 외부 발현을 모두 결정하는 것은 단백질입니다.
DNA의 구조와 기능
| 매개변수 이름 | 의미 |
| 기사 주제: | DNA의 구조와 기능 |
| 루브릭(주제별 카테고리) | 교육 |
DNA- 단량체가 디옥시리보뉴클레오티드인 중합체. 이중 나선 형태의 DNA 분자의 공간 구조 모델이 1953년에 제안되었습니다. J. Watson 및 F. Crick(이 모델을 구축하기 위해 그들은 M. Wilkins, R. Franklin, E. Chargaff의 작업을 사용했습니다).
DNA 분자두 개의 폴리뉴클레오타이드 사슬이 서로 나선형으로 꼬여 있고 가상의 축을 중심으로 함께 꼬인 형태로 형성됩니다. 이중 나선 구조입니다(일부 DNA 함유 바이러스는 단일 가닥 DNA를 갖고 있음을 제외하고). DNA 이중나선의 직경은 2 nm이고, 인접한 뉴클레오티드 사이의 거리는 0.34 nm이며, 나선 한 바퀴당 10개의 뉴클레오티드 쌍이 있습니다. 분자의 길이는 수 센티미터에 달할 수 있습니다. 분자량 - 수천만, 수억. 인간 세포의 핵에 있는 DNA의 전체 길이는 약 2m이며, 진핵 세포에서 DNA는 단백질과 복합체를 형성하고 특정한 공간 구조를 가지고 있습니다.
DNA 단량체 - 뉴클레오티드(디옥시리보뉴클레오티드)- 세 가지 물질의 잔류물로 구성됩니다: 1) 질소 염기, 2) 5탄소 단당류(5탄당) 및 3) 인산. 핵산의 질소 염기는 피리미딘과 퓨린 클래스에 속합니다. DNA 피리미딘 염기(분자 내에 고리가 하나 있음) - 티민, 시토신. 퓨린 염기(두 개의 고리가 있음) - 아데닌과 구아닌.
DNA 뉴클레오티드 단당류는 디옥시리보스입니다.
뉴클레오티드의 이름은 해당 염기의 이름에서 유래됩니다. 뉴클레오티드와 질소 염기는 대문자로 표시됩니다.
폴리뉴클레오티드 사슬은 뉴클레오티드 축합 반응의 결과로 형성됩니다. 이 경우, 한 뉴클레오티드의 디옥시리보스 잔기의 3"-탄소와 다른 뉴클레오티드의 인산 잔기 사이에, 포스포에스테르 결합(강한 공유 결합의 범주에 속함). 폴리뉴클레오티드 사슬의 한쪽 끝은 5" 탄소(5" 끝이라고 함)로 끝나고, 다른 쪽 끝은 3" 탄소(3" 끝)로 끝납니다.
뉴클레오티드의 반대쪽 한 가닥은 두 번째 가닥입니다. 이 두 사슬의 뉴클레오티드 배열은 무작위가 아니지만 엄격하게 정의됩니다. 티민은 항상 다른 사슬에 있는 한 사슬의 아데닌 반대편에 위치하고 시토신은 항상 구아닌 반대편에 위치하며 두 개의 수소 결합이 아데닌과 티민 사이에 발생합니다. 구아닌과 시토신 - 세 개의 수소 결합. 서로 다른 DNA 사슬의 뉴클레오티드가 엄격하게 정렬되어 있고(아데닌 - 티민, 구아닌 - 시토신) 선택적으로 서로 연결되는 패턴을 일반적으로 호출합니다. 상보성의 원리. J. Watson과 F. Crick은 E. Chargaff의 작품을 접한 후 상보성의 원리를 이해하게 되었다는 점에 주목해야 합니다. E. Chargaff는 다양한 유기체의 조직 및 기관에 대한 수많은 샘플을 연구한 결과 모든 DNA 단편에서 구아닌 잔기의 함량이 항상 시토신의 함량과 정확히 일치하고 아데닌에서 티민에 해당한다는 사실을 발견했습니다. "샤르가프의 법칙") 그러나 그는 이 사실을 설명할 수 없다.
상보성의 원리에 따라 한 사슬의 뉴클레오티드 서열이 다른 사슬의 뉴클레오티드 서열을 결정합니다.
DNA 가닥은 역평행(다방향)입니다. 서로 다른 사슬의 뉴클레오티드는 반대 방향에 위치하므로 한 사슬의 3" 끝 반대쪽에 다른 사슬의 5" 끝이 있습니다. DNA 분자는 때때로 나선형 계단과 비교됩니다. 이 계단의 "난간"은 당-인산염 백본(디옥시리보스와 인산의 교대 잔류물)입니다. "단계"는 보완적인 질소 염기입니다.
DNA의 기능- 유전 정보의 저장 및 전송.
DNA의 구조와 기능 - 개념과 유형. "DNA의 구조와 기능" 카테고리의 분류 및 특징 2017, 2018.
이 기사에서는 DNA의 생물학적 역할을 배울 수 있습니다. 따라서이 약어는 학교 이후 모든 사람에게 친숙하지만 모든 사람이 그것이 무엇인지 아는 것은 아닙니다. 학교 생물학 과정을 마친 후에는 아이들이 이 복잡한 주제를 피상적으로만 배우기 때문에 유전학과 유전에 대한 최소한의 지식만 기억에 남습니다. 그러나 이러한 지식(DNA의 생물학적 역할, DNA가 신체에 미치는 영향)은 매우 유용할 수 있습니다.
핵산이 중요한 기능, 즉 생명의 연속성을 보장한다는 사실부터 시작하겠습니다. 이러한 거대분자는 두 가지 형태로 나타납니다.
- DNA(DNA);
- RNA (RNA).
그들은 신체 세포의 구조와 기능에 대한 유전적 계획을 전달하는 역할을 합니다. 그들에 대해 더 자세히 이야기합시다.
DNA와 RNA
다음과 같은 복잡한 문제를 다루는 과학 분야부터 시작해 보겠습니다.
- 저장 원리를 연구합니다.
- 구현;
- 방송;
- 생체고분자 구조 연구;
- 그들의 기능.
이 모든 것은 분자 생물학에 의해 연구됩니다. DNA와 RNA의 생물학적 역할이 무엇인지에 대한 질문에 대한 답을 찾을 수 있는 것은 바로 이 생물학 분야입니다.
뉴클레오티드로 형성된 이러한 고분자량 화합물을 "핵산"이라고 합니다. 여기에는 개인의 발달, 성장 및 유전을 결정하는 신체에 대한 정보가 저장됩니다.
디옥시리보핵산의 발견은 1868년으로 거슬러 올라갑니다. 그런 다음 과학자들은 백혈구와 무스 정자의 핵에서 이를 검출할 수 있었습니다. 후속 연구에서는 DNA가 모든 식물과 동물 세포에서 발견될 수 있음이 밝혀졌습니다. DNA 모델은 1953년에 발표되었고, 이 발견으로 1962년에 노벨상이 수상되었습니다.
DNA
3가지 유형의 거대분자가 있다는 사실로 이 섹션을 시작해 보겠습니다.
- 디옥시리보핵산;
- 리보핵산;
- 단백질.
이제 DNA의 구조와 생물학적 역할에 대해 자세히 살펴보겠습니다. 따라서 이 생체 고분자는 보균자뿐만 아니라 모든 이전 세대의 유전, 발달 특성에 대한 데이터를 전송합니다. - 뉴클레오티드. 따라서 DNA는 유전암호를 담고 있는 염색체의 주성분이다.
이 정보의 전송은 어떻게 가능합니까? 요점은 이러한 거대분자가 스스로를 재생산하는 능력입니다. 그들의 수는 무한하며, 이는 그들의 큰 크기와 결과적으로 엄청난 수의 다양한 뉴클레오티드 서열로 설명될 수 있습니다.
DNA 구조
세포에서 DNA의 생물학적 역할을 이해하려면 이 분자의 구조를 잘 알아야 합니다.
가장 간단한 것부터 시작해 보겠습니다. 구조의 모든 뉴클레오티드에는 세 가지 구성 요소가 있습니다.
- 질소성 염기;
- 오탄당;
- 인산염 그룹.
DNA 분자의 각 개별 뉴클레오티드에는 하나의 질소 염기가 포함되어 있습니다. 다음 네 가지 중 하나가 가능합니다.
- A(아데닌);
- G(구아닌);
- C(시토신);
- T(티민).
A와 G는 퓨린이고, C, T, U(우라실)은 피라미딘입니다.
샤가프의 법칙(Chargaff's rule)이라 불리는 질소 염기의 비율에 대한 몇 가지 법칙이 있습니다.
- A = T.
- G = C.
- (A + G = T + C) 모든 미지수를 왼쪽으로 이동하면 다음과 같은 결과를 얻을 수 있습니다. (A + G)/(T + C) = 1(이 공식은 생물학 문제를 해결할 때 가장 편리합니다).
- A + C = G + T.
- (A + C)/(G + T) 값은 일정합니다. 인간의 경우 0.66이지만, 예를 들어 박테리아의 경우 0.45~2.57입니다.
각 DNA 분자의 구조는 꼬인 이중 나선과 유사합니다. 폴리뉴클레오티드 사슬은 역평행임을 참고하세요. 즉, 한 사슬의 뉴클레오티드 쌍 배열은 다른 사슬의 서열과 반대입니다. 이 나선의 각 회전에는 10개의 뉴클레오티드 쌍이 포함됩니다.
이 사슬들은 어떻게 서로 연결되어 있나요? 분자가 강하고 분해되지 않는 이유는 무엇입니까? 그것은 질소 염기 (A와 T 사이-2, G와 C-3 사이)와 소수성 상호 작용 사이의 수소 결합에 관한 것입니다.
이 섹션을 마무리하기 위해 DNA는 길이가 0.25nm에서 200nm까지 다양한 가장 큰 유기 분자라는 점을 언급하고 싶습니다.
상보성
쌍 연결을 자세히 살펴 보겠습니다. 우리는 이미 질소 염기 쌍이 혼란스러운 방식이 아니라 엄격한 순서로 형성된다고 말했습니다. 따라서 아데닌은 티민에만 결합할 수 있고, 구아닌은 시토신에만 결합할 수 있습니다. 분자의 한 사슬에 있는 쌍의 순차적 배열은 다른 사슬의 배열을 결정합니다.
새로운 DNA 분자를 형성하기 위해 복제하거나 배가할 때 "상보성"이라고 불리는 이 규칙을 준수해야 합니다. Chargaff의 규칙 요약에서 언급된 다음 패턴을 볼 수 있습니다. A와 T, G와 C의 뉴클레오티드 수는 동일합니다.
복제
이제 DNA 복제의 생물학적 역할에 대해 이야기해 보겠습니다. 이 분자가 스스로 재생산하는 독특한 능력을 갖고 있다는 사실부터 시작해 보겠습니다. 이 용어는 딸 분자의 합성을 의미합니다.
1957년에 이 과정에 대한 세 가지 모델이 제안되었습니다.
- 보존적(원래 분자가 보존되고 새로운 분자가 형성됨);
- 반보존적(원래 분자를 단쇄로 나누고 각각에 상보적 염기를 추가함);
- 분산됨(분자의 부패, 단편의 복제 및 무작위 순서로 수집).
복제 프로세스에는 세 가지 단계가 있습니다.
- 개시(헬리카제 효소를 사용하여 DNA 절편을 풀다);
- 신장(뉴클레오티드를 첨가하여 사슬 연장);
- 종료(필요한 길이 달성).
이 복잡한 과정에는 유전 정보의 정확한 전달을 보장하는 특별한 기능, 즉 생물학적 역할이 있습니다.
RNA
우리는 DNA의 생물학적 역할이 무엇인지 말했고 이제 고려 사항 (즉, RNA)으로 넘어갈 것을 제안합니다.
이 분자가 DNA만큼 중요하다는 사실부터 이 섹션을 시작하겠습니다. 우리는 원핵세포와 진핵세포 등 모든 유기체에서 이를 검출할 수 있습니다. 이 분자는 일부 바이러스에서도 관찰됩니다(우리는 RNA 바이러스에 대해 이야기하고 있습니다).
RNA의 독특한 특징은 단일 분자 사슬이 존재한다는 점이지만, DNA와 마찬가지로 4개의 질소 염기로 구성되어 있습니다. 이 경우는 다음과 같습니다.
- 아데닌(A);
- 우라실(U);
- 시토신(C);
- 구아닌(G).
모든 RNA는 세 그룹으로 나뉩니다.
- 일반적으로 정보라고 불리는 매트릭스(mRNA 또는 mRNA의 두 가지 형태로 약어가 가능함)
- 리보솜(rRNA).
기능
DNA의 생물학적 역할, 그 구조 및 RNA의 특성을 이해한 후, 우리는 리보핵산의 특별한 임무(기능)로 나아갈 것을 제안합니다.
mRNA 또는 mRNA부터 시작하겠습니다. 주요 임무는 DNA 분자에서 핵의 세포질로 정보를 전달하는 것입니다. 또한 mRNA는 단백질 합성의 주형입니다. 이러한 유형의 분자의 비율은 매우 낮습니다(약 4%).
그리고 세포 내 rRNA의 비율은 80입니다. 리보솜의 기초이기 때문에 필요합니다. 리보솜 RNA는 단백질 합성과 폴리펩티드 사슬 조립에 참여합니다.
아미노산 사슬을 만드는 어댑터는 tRNA로 아미노산을 단백질 합성 부위로 전달한다. 셀의 비율은 약 15%입니다.
생물학적 역할
요약하자면, DNA의 생물학적 역할은 무엇입니까? 이 분자가 발견되었을 당시에는 이 문제에 대한 명확한 정보를 제공할 수 없었지만 지금도 DNA와 RNA의 중요성에 대해 모든 것이 알려진 것은 아닙니다.
일반적인 생물학적 중요성에 대해 이야기하면 그 역할은 유전 정보를 세대에서 세대로 전달하고 단백질 합성 및 단백질 구조 코딩을 수행하는 것입니다.
많은 사람들이 또한 이 버전을 표현합니다. 이 분자는 생물학적인 것뿐만 아니라 생명체의 영적인 삶과도 연결되어 있습니다. 형이상학자에 따르면 DNA에는 전생 경험과 신성한 에너지가 포함되어 있습니다.
화학 구조에 따르면 DNA( 디옥시리보핵산) 이다 생체고분자, 그의 단량체는 뉴클레오티드. 즉, DNA는 폴리뉴클레오티드. 더욱이, DNA 분자는 일반적으로 나선형 선을 따라 서로 상대적으로 꼬여 있고(종종 "나선형 꼬임"이라고 함) 수소 결합으로 서로 연결된 두 개의 사슬로 구성됩니다.
체인은 왼쪽과 오른쪽(가장 자주)으로 꼬일 수 있습니다.
일부 바이러스에는 단일 가닥 DNA가 있습니다.
각 DNA 뉴클레오티드는 1) 질소 염기, 2) 디옥시리보스, 3) 인산 잔기로 구성됩니다.
이중 오른 손잡이 DNA 나선
DNA의 구성에는 다음이 포함됩니다. 아데닌, 구아닌, 티민그리고 시토신. 아데닌과 구아닌은 푸린, 그리고 티민과 시토신 - 피리미딘. 때때로 DNA에는 티민을 대체하는 RNA의 특징인 우라실이 포함되어 있습니다. 
DNA 분자의 한 사슬의 질소 염기는 상보성 원칙에 따라 엄격하게 다른 사슬의 질소 염기에 연결됩니다. 아데닌은 티민과만(서로 두 개의 수소 결합 형성), 구아닌은 시토신과만(세 개의 결합) 연결됩니다.
뉴클레오티드 자체의 질소 염기는 고리형의 첫 번째 탄소 원자에 연결됩니다. 디옥시리보스, 이는 오탄당(5개의 탄소 원자를 가진 탄수화물)입니다. 결합은 공유결합, 글리코시드(C-N)입니다. 리보스와 달리 디옥시리보스는 수산기 중 하나가 부족합니다. 디옥시리보스 고리는 4개의 탄소 원자와 1개의 산소 원자로 구성됩니다. 다섯 번째 탄소 원자는 고리 외부에 있으며 산소 원자를 통해 인산 잔기에 연결됩니다. 또한 세 번째 탄소 원자의 산소 원자를 통해 이웃 뉴클레오티드의 인산 잔기가 부착됩니다.
따라서 DNA의 한 가닥에서는 인접한 뉴클레오티드가 디옥시리보스와 인산 사이의 공유 결합(포스포디에스테르 결합)에 의해 서로 연결됩니다. 인산염-디옥시리보스 골격이 형성됩니다. 다른 DNA 사슬을 향해 수직으로 향하는 질소 염기는 수소 결합에 의해 두 번째 사슬의 염기에 연결됩니다.
DNA의 구조는 수소 결합으로 연결된 사슬의 백본이 다른 방향으로 향하도록 되어 있습니다(“다방향”, “역평행”이라고 함). 하나가 디옥시리보스의 다섯 번째 탄소 원자에 연결된 인산으로 끝나는 쪽에서, 다른 쪽은 "자유" 세 번째 탄소 원자로 끝납니다. 즉, 한 체인의 골격이 다른 체인에 비해 거꾸로 뒤집혀 있습니다. 따라서 DNA 사슬의 구조에서는 5" 끝과 3" 끝이 구분됩니다.
DNA 복제(배가) 동안 새로운 사슬의 합성은 항상 5번째 끝에서 3번째 끝으로 진행됩니다. 왜냐하면 새로운 뉴클레오티드는 자유로운 세 번째 끝에만 추가될 수 있기 때문입니다.
궁극적으로(RNA를 통해 간접적으로) DNA 사슬의 모든 3개의 연속 뉴클레오티드는 하나의 단백질 아미노산을 암호화합니다.
DNA 분자 구조의 발견은 F. Crick과 D. Watson의 연구 덕분에 1953년에 이루어졌습니다(이는 다른 과학자들의 초기 연구에 의해 촉진되었습니다). DNA는 19세기에 화학물질로 알려졌지만. 20세기 40년대에는 DNA가 유전정보의 전달자라는 것이 분명해졌습니다.
이중 나선은 DNA 분자의 2차 구조로 간주됩니다. 진핵세포에서는 압도적인 양의 DNA가 염색체에 위치하며, 염색체는 단백질 및 기타 물질과 연결되어 있으며 더욱 촘촘하게 포장되어 있습니다.