스크랩 핵산(DNA, RNA)의 종류와 구조

[임광자]

핵산(DNA, RNA)의 종류와 구조 

  핵산의 종류

염색체 속에는 두종류의 핵산이 존재한다

이것은 DNA와 RNA이며, DNA는 세포 핵 속에서 설계도의 역할을,

RNA는 세포질에서 설계도(DNA)에 의한 일꾼 역할을 하고 있다. 

많은 다른 특유한 DNA들이 현재 알려졌고 또 규명되었으며

또한 기능이 서로 다른 여러종류의  RNA도 발견되었다.

DNA는 대부분 의 생물(일부 바이러스제외)의 유전 물질이며,

그생물의 유전정보를 가지고 있는 생명체의 물질이다.

그러므로 DNA의 구조를 확실히 아는것은 생명과학과 유전자 이해에

기본이라고 이야기할수 있다

DNA와 RNA는 복합체이고 실모양의 중합체인데

뉴클레오티드가 핵산의 기본 단위이다

따라서 구조적으로 DNA와 RNA는 폴리뉴클레오티드이다.

그러므로 단백질도 조그마한

구조단위인 아미노산이 연결된 긴 실모양의 중합체이기 때문에

핵산의 구조와 단백질구조는 중합체라는면에서는 비슷하다

뉴클레오티드는 세가지의 좀더 작은 단위,즉 5탄당(Pentose),

인산기(Phosphate group),

질소를 함유한 유기적인 염기로 구성되어 있다

화학적으로 DNA와 RNA는 두가지양상에서 다르다.

핵산 (DNA, RNA) 구조 

▶역사적 배경

핵산은 모든 생물의 세포 속에 들어 있는 고분자 유기물의 일종으로 스위스의 생물학자 프리드리히 미셔(Friedrich Miescher)에 의하여 1869년에 처음 발견되었다. 미셔는 세포의 핵 안에서 발견했기 때문에 처음에는 이 물질을 뉴클레인(nuclein)이라 불렀다. 그 후 핵 속에 들어 있는 산성물질이라는 뜻에서 핵산(nucleic acid)이라 불리게 되었지만 세포질 속에도 미량 존재한다는 것도 밝혀졌다. 

▶핵산 종류 및 구조

핵산이라 함은 폴리뉴클레오티드(polynucleotide), 즉 뉴클레오티드 중합체(nucleotide polymer)인데 생명체의 유전물질로 데옥시리보 핵산(DNA)과 리보핵산(RNA)으로 나눈다. 

DNA는 보통 이중나선구조(double-helix)를 하고 있다. 염색체라 함은 이중나선 DNA가 단백질에 감기고 꼬여서 찌그러져 있는 상태이다. DNA의 기본 단위인 뉴클레오티드(nucleotide)는 오탄당(pentose)에 염기(base)와 인산(phosphate)이 합해진 것이다. 반면  당+염기는 뉴클레오시드(nucleoside)이다.  

DNA를 구성하는 기본 블록은 deoxyribonucleic acid triphosphate (dNTP)로서 이는 deoxyribose의 1번 위치에 염기(base)가, 5번 위치에 triphosphate가 결합된 것이다. 염기는 4종이며 아데닌(A)과 구아닌(G)은 퓨린(purine)이고, 시토신(C)과 티민(T)은 피리미딘(pyrimidine)이다. dNTP는 결합된 염기에 따라 dATP, dCTP, dGTP, dTTP의 4종이 있다. 

외가닥 DNA (ssDNA)는 데옥시리보스의 3´ 탄소가 다음 데옥시리보스의 5´ 탄소와 phosphodiester 결합하여 5´->3´의 방향으로 연결된다. 이 ssDNA는 반대가닥의 염기와 수소결합으로 두 가닥 DNA (dsDNA)를 형성하고, 최종적으로 오른손 방향으로 꼬인 이중나선구조(double-helix)가 된다. dsDNA 사이에서 염기의 결합은 A와 T가 이중수소결합, C와 G가 삼중수소결합으로 짝을 이루는데 이를 상보성(complementary)이라고 일컷는다. 두 가닥의 DNA 중 mRNA의 염기순서와 같은 가닥을 센스가닥(sense strand)이라 하고, 이와 결합된 반대가닥을 안티센스가닥(antisense strand)라 한다.

RNA 구조는 DNA와 여러 가지 차이가 있는데, 당은 5탄당의 2' 탄소에 수산화(OH)기가 부착된 리보스(ribose)이고 염기의 종류도 thymidine 대신에 uracil (U)이다. RNA는 리보스의 2'-OH가 알카리 가수분해에 의해 쉽게 분해되므로 불안정하며 환경에 존재하는 RNAase에 의해 쉽게 파괴된다.