DNA 구조 - 개념, 발견, 유형 및 RNA

2024-10-02생물학38

DNA의 구조가 무엇인지, 어떤 종류가 존재하는지, 어떻게 발견되었는지 설명합니다. 또한 RNA의 구조.

진핵생물의 DNA 분자구조는 이중나선구조이다.

DNA의 구조는 어떤가요?

DNA 의 분자 구조 (또는 간단히 DNA의 구조)는 생화학적으로 구성되는 방식, 즉 DNA 분자를 구성하는 단백질 과 생체 분자 의 특정 구성 형태입니다 .

시작하려면 DNA가 DeoxyriboNucleic Acid의 약어라는 것을 기억합시다. DNA는 뉴클레오타이드의 생체고분자 , 즉 당(리보스)과 질소 염기로 구성된 세그먼트(뉴클레오타이드)로 구성된 긴 분자 구조입니다.

DNA의 질소 염기는 인산염 그룹과 함께 아데닌(A), 시토신(C), 티민(T) 또는 구아닌(G)의 네 가지 유형이 될 수 있습니다. 이 화합물의 서열에는 단백질 합성과 생식 유전에 필수적인 생명체 의 모든 유전 정보가 저장됩니다. 즉, DNA가 없으면 유전적 특성 이 전달되지 않습니다 .

원핵 생물 의 DNA는 대개 선형과 원형이다. 그러나 진핵생물 에서는 DNA 구조가 이중나선 모양이다. 두 경우 모두, 이는 이중 가닥 생체분자입니다. 즉, 역 평행 방식(반대 방향을 가리킴)으로 배열된 두 개의 긴 사슬로 구성됩니다. 즉, 질소 염기가 서로 마주합니다.

이 두 사슬 사이에는 이중 나선 형태로 함께 유지하는 수소 결합이 있습니다. 전통적으로 이 구조는 세 가지 수준으로 구분됩니다.

기본 구조. 그것은 존재하는 각 개인의 유전 정보를 암호화하는 특정 및 특정 서열의 사슬형 뉴클레오티드 서열로 구성됩니다 .
보조 구조. 앞서 언급한 상보사슬의 이중 나선은 질소 염기가 엄격한 순서로 결합되어 있습니다(아데닌과 티민, 시토신과 구아닌). 이 구조는 DNA의 유형에 따라 다릅니다.
3차 구조. 이는 DNA가 세포 내부의 염색체 라고 불리는 구조 내에 저장되는 방식을 의미합니다 . 이 분자들은 유한한 공간에서 접히고 배열되어야 하므로 원핵 생물의 경우 일반적으로 초나선 형태로 접히는 반면, 진핵 생물의 경우 크기가 더 크기 때문에 더 복잡한 압축이 수행됩니다. 분자 다른 단백질의 개입이 필요한 DNA.
4차 구조. 진핵세포의 핵에 존재하는 염색질을 말하며, 세포 분열 시 염색체가 형성됩니다.

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DNA 구조의 발견

제임스 왓슨(왼쪽)과 프란시스 크릭(오른쪽)

DNA의 특정 분자 형태는 이러한 유형의 생물학적 화합물의 존재가 1869년부터 이미 알려져 있었음에도 불구하고 1950년에 발견되었습니다. DNA의 발견은 주로 미국의 과학자 James Watson과 영국의 Francis Crick에 기인합니다. DNA 구조의 이중 나선 모델을 제안했습니다.

그러나 이 주제를 조사한 사람은 그들만이 아니었습니다. 실제로 그들의 연구는 분자 의 구조를 결정하기 위한 X선 결정학 전문가인 영국의 로잘린드 프랭클린(Rosalind Franklin)이 이전에 얻은 정보에 기초한 것이었습니다 .

프랭클린이 이 기술을 사용하여 얻은 특히 선명한 이미지 (유명한 "사진 51") 덕분에 왓슨과 크릭은 DNA의 3차원 모델을 추론하고 공식화할 수 있었습니다.

DNA의 종류

구조, 즉 특정한 3차원 형태를 연구함으로써 생명체에서 관찰되는 세 가지 유형의 DNA를 식별할 수 있습니다.

B-DNA. 이것은 생명체 에서 가장 풍부한 DNA 유형이며 , 왓슨과 크릭이 제안한 이중 나선 모델을 따르는 유일한 유형입니다. 그 구조는 규칙적입니다. 각 염기 쌍은 동일한 크기를 가지지만 외부에서 질소 염기에 접근할 수 있도록 이전 염기 쌍에 대해 35°의 변화를 갖는 홈(연속적으로 더 크고 더 작아짐)을 남기기 때문입니다.
DNA-A. 이러한 유형의 DNA는 많은 실험실에서 발견되는 것과 같이 습도가 낮고 온도가 낮은 조건에서 나타납니다 . 이는 B와 같이 비율이 다르지만(작은 홈의 경우 더 넓고 얕음) 반복되는 홈을 나타냅니다. 또한 더 개방된 구조에 더해 질소 함유 염기가 이중 나선의 축에서 더 멀리 떨어져 있고 에 대해 더 기울어져 있습니다. 수평이고 중앙이 더 대칭적입니다.
Z-DNA. 지그재그 골격에 좌회전(좌측)한 이중나선이라는 점에서 기존과 구별되며, 퓨린과 피리미딘이 교대로 배열되는 DNA 서열(GCGCGC)에서 흔히 발견되므로 B-DNA보다 양이온 농도가 높다. 이전보다 더 좁고 긴 이중나선 구조이다.