생화학 15강. 핵산의 구조와 유전자 발현

목차
01 뉴클레오티드와 핵산
02 DNA 복제
03 전사

생화학 01. 뉴클레오티드와 핵산

뉴클레오티드의 구조

핵산: 염기(질소염기), 당, 인산으로 구성

염기: 방향족 질소 화합물, 퓨린 ;염기, 피리미딘 염기

퓨린 염기: 아데닌(A), ;구아닌(G), DNA/RNA 모두에서 발견

피리미딘 염기: 시토신(C), 티민(T), 우라실(U)
시토신(C): DNA/RNA 모두에서 발견
티민(T): DNA 에서만 발견
우라실(U): RNA에서만 발견

뉴클레오티드

-뉴클레오시드

염기와 당이 공유결합되어 있는 화합물

뉴클레오시드의 당: 5탄당 (리보오스,2-디옥시리보오스)

리보뉴클레오시드: 리보오스로 생성

디옥시리보뉴클레오시드: 디옥시리보오스로 생성

당의 첫번째 탄소가 피리미딘 또는 퓨린의 질소와 연결 ->뉴클레오시드 형성

뉴클레오시드 명명법 :아데노신 (아데닌, A) 구아노신 (구아닌, G)

시티딘 (시토신, C) 티미딘 (티민, T) 우리딘 (우라실, U)

뉴클레오시드 화합물에 하나 이상의 인산기가 에스테르 결합

뉴클레오티드

뉴클레오티드들이 결합하여 인체내 구성성분 제공 핵산 (RNA, DNA)

ATP, 보조효소(NAD, FAD, CoA 등, 정보전달물질 (cAMP, IMP 등)

뉴클레오티드의 분해

▪ 식이 섭취 또는체내 생합성 염기 (퓨린, 피리미딘)-> 요산 또는 요소 각각 생성 ->소변 배설

▪ 피리미딘 염기

시토신, 우라실 ->베타-알라닌, CO2, NH3

티민 ->구연산 회로

결국 피리디민 염기 ->이산화탄소, 물, 요소로 최종 분해

▪ 퓨린 염기 아데닌, 구아닌 ->잔틴 ->요산 (uric acid)

▪ 요산의 과잉생성 또는 소변 요산배설량 감소->고요산혈증

▪ 고요산혈증으로 퓨린이 관절 및 관련 조직에 축적 ->통풍 발생

▪ 혈액 속 요산 수치 남자는 7.5mg/dl, 여자는 5.8mg/dl 이상 ->통풍 의심,

정기적인 검진 필요 남자 6.0, 여자 5.0 아래로 유지 노력

▪ 식이조절: 맥주 등의 술 및 조개류 등 퓨린 함량 높은 음식 자제

핵산

인체 내 유전자 정보의 전달

▪ 핵산: 뉴클레오티드들의 중합으로 생성

▪ 핵산의 종류: DNA와 RNA

▪ DNA의 염기서열: 유전자 정보를 전달하는 역할

뉴클레오티드의 인산에스테르결합

▪ 핵산 내 단량체들간의 결합 ->인산에스테르결합 생성

▪ 인산에스테르결합: 주변 3 탄소와 5 탄소에 연결 ->연속적인 결합 생성

▪ 5 말단: 인산기를 가짐

▪ 3 말단: 유리된 수산기를 가짐

이중나선 구조

▪ DNA:2개의 폴리뉴클레오티드 사슬로 구성

▪ 수소결합에 의해 나선형

▪ 염기쌍은 나선 축에 수직으로 위치

▪ 당과 인산의 골격: 나선 바깥쪽에 위치

▪ 한 가닥은 3 ->5 방향

▪ 다른 한 가닥은 5-> 3 방향

▪ DNA의 염기쌍

상보적 구조

▪ 아데닌:티민과 2개의 수소결합

▪ 시토신:구아닌과 3개의 수소결합 RNA의 구조

▪ RNA 염기서열:DNA 서열에 의해 정해짐

▪ 전사, 번역 등의 과정 거침 전사(transcription):DNA 주형에 따라 RNA를 만드는 과정

▪ 번역(translation):mRNA 내 염기서열이 아미노산 서열로 지정되는 과정

생화학 15강 02. DNA 복제

반보존적 복제
▪ 2개의 원본 가닥을 분리시킨 후 이를 주형으로 2개의 새로운 가닥 생성
▪ 새로생긴 DNA:원본가닥 ;1개, 신규 가닥 1개 가짐 반보존적 복제
▪ 복제기점에서 양방향으로 합성

DNA 중합효소
▪ DNA내 뉴클레오티드 사슬 합성: 5 3 방향으로 일어남
▪ DNA 중합효소: DNA를 5 에서 3 방향으로 합성하는데 관여
▪ 선도가닥: 연속적으로 합성되는 가닥
▪ 지연가닥: 불연속적으로 합성되는 가닥
▪ 오카자키 절편: 불연속적으로 합성된 DNA 조각들 DNA 연결효소에 의해 가닥 완성

03. 전사

전사과정 및 RNA 중합효소
▪ DNA에서 RNA를 만드는 과정 유전자 발현 및 단백질 생산에 중요한 과정
▪ DNA의 이중나선 중 하나가 상보적인 서열의 RNA로 전사
▪ DNA와의 차이점
DNA를 구성하는 염기 중 티민 (T)이 우라실 (U)로 구성됨
▪ RNA 중합효소 II 프로모터 : 4가지 요소로 구성
상류부위 요소, TATA 박스, 개시자, 하류부위 요소

생화학15강

RNA 합성의 단계
1단계: 개시
▪ 복합체 형성으로 시작
▪ 복합체: RNA 중합효소 II, 6개의 일반 전사인자로 구성
▪ 일반 전사인자: TFIIA, TFIIB, TFIID, TFIIE, TFIIF, TFIIH
1. FIID가 TATA박스 인식, 결합
2. TFIIA, TFIIB 결합 TATA결합단백질과 RNA 중합효소 연결 역할
3. TFIIF는 RNA 중합효소 II에 결합, 개시과정 조절
4. TFIIE, TFIIH는 RNA 중합효소 II의 인산화와 관련
5. 복합체 형성 완료 mRNA 중합 준비 완료
6. 프로모터 탈출

2단계: 신장
▪ RNA 중합효소 II는 신장인자들의 도움을 받아 신장 지속
▪ DNA 주형과 상보적 염기쌍을 생성

3단계: 종결
▪ RNA 중합효소 II의 정지,전사체 방출
▪ RNA 중합효소 II는 DNA에서 떨어져 나간 후 다른 전사과정에 재활용