네 가지 유형의 디옥시리보뉴클레오티드

디옥시리보핵산(약어: DNA)은 생물학적 세포에 포함된 4가지 생물학적 거대분자 중 하나인 핵산의 일종이다. DNA는 RNA와 단백질의 합성에 필요한 유전정보를 담고 있으며 유기체의 발달과 정상적인 기능에 필수적인 생물학적 거대분자이다. DNA는 디옥시리보뉴클레오티드로 구성된 거대분자 중합체이다. 디옥시리보뉴클레오티드는 염기, 디옥시리보스 당, 인산염으로 구성됩니다. 염기에는 아데닌(A), 구아닌(G), 티민(T), 시토신(C)의 네 가지 유형이 있습니다. 디옥시리보핵산(DNA)이라고도 알려진 디옥시리보핵산은 염색체의 주요 구성 요소이자 유전자의 물질적 기초입니다.

DNA의 구조: DNA의 가장 중요한 특징은 염기서열로, 4개의 디옥시리보뉴클레오티드가 긴 사슬로 배열되어 있으며, 두 개의 긴 사슬이 서로 휘감겨 안정된 구조를 이루고 있다. 다른 컬과 구조가 있습니다. 따라서 인간은 DNA의 구조를 계층적으로 1차 구조, 2차 구조, 3차 구조, 4차 구조로 나눈다.

DNA는 기본 구성 요소가 4개의 데옥시뉴클레오티드, 즉 아데닌 데옥시뉴클레오티드(dAMP 데옥시아데노신), 티민 데옥시뉴클레오티드(dTMP 데옥시아데노신), 시토신 데옥시리보뉴클레오티드(dCMP 데옥시시티딘), 구아닌 데옥시리보뉴클레오티드( dGMP 데옥시구아노신). 디옥시리보스(5탄당)와 인산염 분자가 에스테르 결합으로 연결되어 DNA의 긴 사슬 골격을 형성하고 외부에 배열되고 4개의 염기가 내부에 배열됩니다. 각 설탕 분자는 4개의 염기 중 하나에 연결되어 있으며, 이는 단백질 합성을 안내하는 유전암호를 형성하는 DNA 길이를 따라 서열을 형성합니다. 코드를 읽는 과정을 전사(transcription)라고 하며, DNA 이중 가닥의 단일 가닥을 주형으로 사용하여 mRNA(메신저 RNA)라는 핵산 분자를 복사합니다.

DNA

대부분의 RNA는 단백질 합성에 필요한 정보를 담고 있으며, 일부는 rRNA, snRNA, siRNA와 같이 그 자체로 특별한 기능을 갖고 있습니다. 세포에서 DNA는 단백질과 결합하여 염색체를 형성할 수 있으며, 전체 염색체 세트를 통칭하여 염색체 세트라고 합니다. 인간의 경우 정상적인 체세포에는 46개의 염색체가 있습니다. 염색체는 세포 분열 전 간기에서 복제됩니다. 세포 분열의 간기는 DNA 합성의 초기 단계인 G1 단계, DNA 합성 기간인 S 단계, DNA 합성의 후기 단계인 G2 단계로 나눌 수 있습니다. 동물, 식물, 균류와 같은 진핵생물의 경우 염색체는 주로 핵에 존재하는 반면, 박테리아와 같은 원핵생물의 경우 염색체는 주로 세포질의 핵양체에 존재합니다. 히스톤과 같은 염색체의 염색질 단백질은 DNA를 구성하고 압축하여 DNA가 다른 단백질과 상호 작용하여 유전자의 전사 활동을 조절하도록 돕습니다.

물리적 특성

DNA는 고분자이며 DNA 용액은 점도가 높은 고분자 용액으로 메틸그린에 의해 녹색으로 염색될 수 있다. DNA는 자외선(260nm)을 흡수하는 특성을 이용하여 DNA 함량을 측정할 수 있습니다. 핵산이 변성되면 흡광도가 증가하는데, 이를 농색성 효과라고 하며, 변성된 핵산이 재생되면 흡광도가 원래 수준으로 돌아갑니다. 더 높은 온도, 유기 용매, 산-염기 시약, 요소, 아미드 등은 DNA 분자의 변성을 일으킬 수 있습니다. 즉, DNA의 이중 가닥 염기 사이의 수소 결합이 끊어지고 이중 나선 구조가 풀리는 것입니다. DNA 풀림처럼.

분자 구조

DNA는 특정 염기서열에서 3', 5'-포스포디에스테르 결합으로 서로 연결된 많은 데옥시뉴클레오티드로 구성된 긴 사슬입니다. 대부분의 DNA에는 이러한 긴 사슬이 두 개 포함되어 있으며 일부 DNA는 E. coli 파지 ΦX174, G4, M13 등과 같이 단일 가닥입니다. DNA는 원형 DNA와 사슬형 DNA로 나누어진다. 일부 DNA 유형에서는 5-메틸시토신이 특정 한도 내에서 시토신을 대체할 수 있으며, 밀 배아 DNA에는 특히 5-메틸시토신이 풍부합니다. 일부 파지에서는 5-히드록시메틸시토신이 시토신을 대체합니다. 1940년대 후반 E. Chargaff는 종에 따라 DNA의 염기 조성비가 다르지만 아데닌의 수는 티민의 수와 같고(A=T) 구아닌의 수는 티민의 수와 같다는 사실을 발견했습니다. 시토신(G=C)이므로 퓨린 수의 합은 피리미딘 수의 합과 같습니다. DNA의 구조를 설명하는 데 일반적으로 여러 수준이 사용됩니다.

기본 구조

핵산의 네 가지 기본 구성 요소를 나타냅니다. 즉, 데옥시리보뉴클레오티드(뉴클레오티드), 3', 5'-포스포디에스테르 결합으로 연결된 선형 폴리머 및 기본 단위인 디옥시리보뉴클레오티드가 배열되어 있습니다.

기본 구조

각 데옥시리보뉴클레오티드는 질소 염기 분자 1분자 + 5탄당(디옥시리보스) 분자 1분자 + 인산 분자 1개의 세 부분으로 구성됩니다. 핵산의 질소 염기는 아데닌(A로 약칭), 티민(티민, T로 약칭), 시토신(시토신, C로 약칭) 및 구아닌(구아닌, G로 약칭)의 네 가지 범주로 나눌 수 있습니다. DNA의 네 가지 질소 염기의 비율은 종마다 다릅니다. 즉, 4가지 질소 염기의 비율은 같은 종의 개체마다 일정하지만 종마다 차이가 있습니다. DNA에 있는 4개의 질소 염기의 비율은 독특한 규칙성을 가지고 있습니다. 모든 유기체의 DNA에서는 A=T와 C=G가 샤가프의 법칙(즉, 상보적 염기쌍의 원리)을 따릅니다.

2차 구조

2차 구조

두 개의 디옥시폴리뉴클레오티드 사슬이 역평행 방향으로 감겨져 형성된 이중 나선 구조를 말합니다. DNA의 2차 구조는 두 가지 범주로 나뉩니다. 하나는 A-DNA, B-DNA, C-DNA, D-DNA 등과 같은 오른쪽 나선이고, 다른 하나는 왼쪽 이중 나선입니다. Z-DNA와 같은. 제임스 왓슨(James Watson)과 프랜시스 크릭(Francis Crick)이 발견한 이중 나선은 B형(B-form)이라고 불리는 물과 결합된 DNA 형태로 세포에서 가장 흔합니다. 또한 대장균 파지 ΦX174, G4, M13 등과 같은 원핵생물에서 일반적으로 발견되는 단일 가닥 DNA도 있습니다. 일부 DNA는 원형이고 일부 DNA는 선형입니다. 염기 A와 T 사이에는 두 개의 수소 결합이 형성되고, 염기 G와 C 사이에는 세 개의 수소 결합이 형성되어 두 개의 폴리데옥시뉴클레오티드가 상보적인 이중 가닥을 형성할 수 있습니다.

>염기쌍을 구성하는 두 개의 염기가 동일한 평면에 분포되어 있지 않기 때문에 수소 결합으로 인해 염기쌍이 장축을 따라 일정한 각도로 회전하게 되어 염기의 모양이 전체 DNA처럼 됩니다. 분자 이중 나선 구불구불한 모양을 형성합니다. 염기쌍 사이의 거리는 0.34nm이고, 10개의 염기쌍이 한 번 회전하므로 1회전(피치)은 3.4nm이다. 이는 생명체에서 자연적으로 생성되는 DNA이다. 거의 항상 β-DNA 구조에 존재합니다.

3차 구조

DNA에서 단일 가닥과 이중 가닥, 또는 이중 가닥 사이의 상호 작용에 의해 형성된 3가닥 또는 4가닥 구조를 말한다. H-DNA 또는 R-루프와 같은 3차 구조. DNA의 3차 구조는 DNA가 더욱 뒤틀리고 감겨져 형성된 특정 공간을 말한다

3차 구조

구조, 초나선 구조라고도 한다. DNA의 초나선 구조는 양의 초나선 구조와 음의 초나선 구조로 나눌 수 있으며, 서로 변형될 수 있습니다. 슈퍼코일은 장력을 극복함으로써 형성됩니다. DNA 이중 나선 분자가 용액 내에서 특정 형태로 자유롭게 존재할 때 이중 나선은 가장 낮은 에너지 상태, 즉 이완 상태에 있습니다. 이 정상적인 DNA 분자를 몇 바퀴 정도 회전하게 하면 이중나선이 장력을 발생하게 되는데, DNA 분자의 양쪽 끝이 열려 있으면 이 장력이 사슬의 회전을 통해 풀리게 되어 DNA는 다음과 같은 형태가 된다. 정상적인 이중 나선 상태로 돌아갑니다. 그러나 DNA 분자의 두 끝이 고정되어 있거나 고리형 분자인 경우 사슬의 회전을 통해서는 이 장력이 해제될 수 없습니다. DNA 분자 자체는 장력을 상쇄하기 위해 비틀릴 수 있으며, 이는 초나선을 형성합니다. 나선의 이중나선이다.

4차 구조

핵산은 트랜스(예: 리보솜, 스플라이스솜)로 존재하며, 이는 핵산의 4차 수준 구조로 간주될 수 있습니다.

위상구조

그것도 DNA의 한 형태이다. DNA의 위상학적 구조는 DNA 이중나선이 더 뒤틀려 형성된 특정한 공간 구조를 말한다. 초나선형 구조는 토폴로지 구조의 주요 형태로 양의 초나선형과 음의 초나선형으로 나눌 수 있습니다.