[제 2장]핵산(Nucleic acid)이란? - DNA, RNA 기본 개념

안녕하세요~! 오늘은 유전 정보의 기본이지만 중요한 개념 핵산(DNA, RNA)에 대해서 쓰려고 합니다.

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생물을 구성하는 세포에는 유전정보가 담겨있다. => 더 정확하게는 세포 속의 핵(Nucleus)에 존재한다.
이렇게 핵 속에 있는 유전 정보를 핵산(Nucleic acid)라고 한다.

인간의 유전 정보(핵산)의 가장 작은 분자 단위는 뉴클레오타이드(nucleotide)이다.

뉴클레오타이드의 구성은

Nucleotide = 인산(P) + 당(5탄당) + 염기(base, A, T, G, C)

핵산의 종류로는 DNA와 RNA가 있는데
5탄당 ribose 구조 중 2번 탄소에 산소가 떨어진 (deoxy=de 없는 oxy=산소) 상태가 DNA (deoxy-ribo nucleic acid), 온전한 상태가 RNA(ribo nucleic acid)이다.

둘 차이는 염기(base)에서도 나타나는데
- DNA : A(Adenine 아데닌), T(Thymine 티민), G(Guanine 구아닌), C(Cytosine 싸이토신)
- RNA : A(Adenine 아데닌), U(Uracil 유라실), G(Guanine 구아닌), C(Cytosine 싸이토신)


DNA는 2중 나선구조로 (double strand, 2줄이 붙어 나선처럼 꼬아진 모형) 이루어져 있고 염기들은 서로 상보정으로 수소결합으로 연결된다.
A-T
G-C
Adenine은 Thymine과 2개의 수소로 결합
Guanine은 Cytosine과 3개의 수소결합으로 결합되어 있다.

(DNA 중 GC의 비율이 높으면 더 강한 결합을 갖고 있다 = 2중 나선을 끊기 위해 더 높은 온도가 필요-PCR에서 더 자세히 다룰 예정…)

퓨린계열 = 아데닌, 구아닌
피리미딘계열 = 티민. 싸이토신

DNA는 2중 나선구조이며 서로 상보적이기 때문에(=정해진 짝이 있기 때문에, A-T, G-C) 복제과정 중 손상이 일어나게 되면 나머지 한 가닥을 바탕으로 스스로 복구할 수 있다.
이러한 복구에도 손상이 생긴 경우 돌연변이(mutation, 뮤테이션)라고 한다.

돌연변이로 인해 염기(A, T, G, C)가 치환되는데

- 같은 퓨린->퓨린, 피리미딘->피리미딘으로 치환된 경우 염기전이(Transition)이라 하고
- 서로 다른 계열 퓨린->피리미딘, 피리미딘->퓨린으로 치환된 경우 염기전환(Transversion)이라 한다.


(*이때 염기전환의 경우 에너지가 더 많이 소요되기 때문에 전환보다 전이가 더 자주 발생함)

조금 더 나아가…

DNA는 protein으로 발현할 수 있는 정보가 있는 Exon과 protein 발현정보가 아닌 intron으로 구성되어 있다.
(과거 intron 지역은 아무 의미 없는 junk DNA라 불렸으나, 추후 발현 조절 등 기능이 있다는 여러 연구가 진행됨)

또한 DNA의 결합은 5번 탄소의 인산기 + 3번 탄소 방향으로 일정한 방향성을 갖고, (5' -> 3'으로 표시) 이러한 결합을 phophodiester bond라고 한다.

DNA의 염기를 쭉 나열한 것을 염기서열 = Sequence(시퀀스)라고 한다.
이런 Sequence를 작성할 때 5’->3’의 방향성을 유지하면서 작성해야 한다.

아래의 그림으로 예를 들면,
Forward : (5’->3’) AGCCTAGRCAGG
Reverse : (5’->3’) CCTGACTAGGCT

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오늘의 포스팅은 여기서 마무리하겠습니다~!
포스팅 중 수정해야 할 부분이나, 궁금한 점이 있다면 댓글 부탁드립니다. (늘 열린 마음임)

🧡감사합니다🧡