병리학3. DNA

세포핵 내의

염색체에는 사람의 외모, 뇌 기능 및 수명의 다양한 측면에 영향을 미치는 유전자가 포함되어 있으며 이러한 유전적 특성은 부모로부터 자녀에게 유전됩니다. 유전 정보는 종종 “생명의 청사진”이라고 불리는 염색체의 DNA에 저장됩니다. DNA는 아데닌(A), 시토신(C), 구아닌(G) 및 티민(T)의 네 가지 염기로 구성됩니다. 이러한 염기는 서로 다른 배열로 결합되어 각 개인에 대한 고유한 유전 정보를 생성합니다.

DNA 는 디옥시리보핵산(deoxyribonucleic acid)의 약자로 디옥시리보스(deoxyribose)라는 당을 함유한 산성 물질을 말합니다. 두 개의 사슬을 포함하는 이중 나선 구조로 구성됩니다. DNA의 주요 특징은 A가 T와 쌍을 이루고 C가 G와 쌍을 이루어 대각선 배열을 형성하는 염기쌍 형성입니다. 이 페어링 규칙은 유전 정보의 무결성과 복제를 유지하는 데 필수적입니다.

인간의 몸은 하나의 수정란에서 시작하여 세포 분열을 반복하여 결국 약 40조 개의 세포로 발달합니다. 각 세포 분열 동안 수정란의 DNA가 복제되어 동일한 유전 정보가 새로운 세포에 전달되도록 합니다.

DNA의 이중 나선 구조는 이 과정에서 중요한 역할을 합니다. DNA의 각 가닥에는 방향이 있고 두 가닥은 반대 방향으로 이어져 이중 나선을 형성합니다. 이 구조를 통해 한 가닥은 보존을 위한 주형 역할을 하고 다른 가닥은 전사 및 복제에 관여하여 유전 정보를 정확하게 저장하고 재생산합니다. 또한 이중 나선 구조는 드문 DNA 손상 복구를 돕습니다.

인간의 DNA에는 약 30억 개의 염기쌍이 있으며, 이 염기쌍 중 약 2%만이 유전 정보를 가지고 있습니다. 단일 세포에 포함된 DNA를 늘리면 길이가 최대 2미터까지 확장될 수 있습니다.

DNA와 RNA의 차이점은 염기 중 하나에 있습니다. DNA에는 티민(T)이 포함되어 있지만 RNA는 티민을 우라실(U)로 대체하므로 RNA의 염기는 아데닌(A), 시토신(C), 구아닌(G) 및 우라실(U)입니다.

 

DNA 센트럴도그마 발견자

CENTRAL DOGMA(센트럴 도그마)

DNA에는 유전 정보가 포함되어 있지만 이 정보가 표현되는 것은 단백질 생산을 통해서 입니다. 1958년 DNA의 이중나선구조를 발견한 과학자 프랜시스 크릭은 분자생물학의 기본 원리로 ‘센트럴 도그마’를 제안했다.

Central Dogma에 따르면 유전 정보는 전사라는 과정을 통해 DNA에서 mRNA로, 번역이라는 과정을 통해 mRNA에서 단백질로 순차적으로 전달됩니다.

이 원리는 박테리아에서 인간에 이르기까지 모든 살아있는 유기체에 적용되며 분자 생물학의 중심 원리가 됩니다.
DNA는 유전 정보의 저장소 역할을 하는 반면 RNA(리보핵산)는 이 정보를 전달하고 새로운 유기체 생성을 위한 지침을 제공하는 데 중요한 역할을 합니다.

전사 과정에서 DNA에 저장된 유전 정보는 메신저 DNA라고도 알려진 메신저 RNA(mRNA)로 복사됩니다.
전사는 세포의 핵 내에서 일어나며, 유전 정보를 운반하는 mRNA는 핵을 빠져나와 세포질로 이동합니다. 그런 다음 번역이 일어나는 리보솜으로 이동합니다.

번역에는 mRNA가 전달하는 정보를 해독하고 리보솜 내에서 단백질을 합성하는 작업이 포함됩니다.

아미노산은 단백질의 빌딩 블록 역할을 하며, 전달 RNA(tRNA) 분자는 적절한 아미노산을 리보솜에 전달하는 데 중요한 역할을 합니다.

스플라이싱 과정은 전사 후에 발생합니다. DNA에서 유전 정보를 담고 있는 암호화 영역을 엑손(exon)이라고 하고 비암호화 영역을 인트론(intron)이라고 합니다.

성숙한 mRNA가 형성되는 동안 인트론이 제거되고 나머지 엑손이 함께 접합됩니다. 이 분자 과정을 스플라이싱이라고 합니다.

요약하면, DNA > (전사) > mRNA > (번역) > 단백질 순, 스플라이싱은 DNA에서 복사된 유전 정보에서 불필요한 인트론을 제거하여 성숙한 mRNA를 생성하는 것입니다. 그런 다음 성숙한 mRNA는 번역 중에 단백질 합성을 위한 주형 역할을 합니다.