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누군가에게 기호를 사용해서 메시지를 보내 본 적이 있나요? 여러분의 메시지를 읽기 위해서는, 여러분이 사용한 기호의 의미를 알고 있는 사람이어야 할 것입니다. 세포 안에 있는 핵의 염색체들은 코드를 포함하고 있습니다. 이 코드는 디옥시리보핵산 또는 DNA라고 불리고 화학물질 상태로 있습니다.(아래 사항 동일)
DNA는 무엇인가요?
누군가에게 기호를 사용해서 메시지를 보내 본 적이 있나요? 여러분의 메시지를 읽기 위해서는, 여러분이 사용한 기호의 의미를 알고 있는 사람이어야 할 것입니다. 세포 안에 있는 핵의 염색체들은 코드를 포함하고 있습니다. 이 코드는 디옥시리보핵산 또는 DNA라고 불리고 화학물질 상태로 있습니다.
DNA는 생물체의 정보 기호입니다. 세포가 분열할 때, 핵 안에 있는 DNA코드는 복제되어 새로운 세포로 들어갑니다. 이런 경우에, 새로운 세포는 근원 세포가 가지고 있었던 것과 같은 코드화 된 정보를 가지게 되는 것입니다. 코드화된 정보를 포함하고 있는 세포 내의 모든 활동은 DNA가 조절합니다. 여러분의 몸 안이나 어떤 다른 생명체에서 만들어진 것이든 모든 세포는 DNA를 포함하고 있습니다.
DNA의 역사
1800년대 중반 이래로, 과학자들은 세포의 핵이 핵산이라고 불리는 화학물질을 포함하고 있다는 것을 알게 되었습니다. DNA는 무엇과 유사한가? 과학자 프랭클린은 DNA가 나선형의 두개의 가닥으로 이루어져 있다는 것을 발견하였습니다. X-ray 기술의 사용으로, 프랭클린 박사는 이 나선이 매우 거대하고 그것은 아마도 두개의 나선으로 되어 있다는 것으로 보여주었습니다.
그것이 밝혀졌을 당시에 확인할 수 있었던 DNA 구조는 꼬인 사다리 모양과 유사하였습니다. 1953년에 프랭클린과 다른 사람들은 같은 실험을 하였고, 과학자인 왓슨과 클릭은 DNA의 정확한 모형을 만들었습니다.
[그림 1]
DNA모형
왓슨과 클릭의 DNA모형에서 DNA는 2개의 폴리뉴클레오티드 가닥으로 되어 있습니다. 사다리 모양의 각 가닥의 끝에는 당과 인산기가 반복되어 나타나고 있습니다. 당의 5’ 탄소 원자와 결합된 인산기는 다음 3’ 탄소 원자와 공유 결합을 합니다. 이러한 두 가닥은 이중으로 된 나선형 계단처럼 서로를 감아 돌며 꼬여 있어서 이를 ‘이중 나선’이라고 부릅니다. 이 두 가닥의 이중 나선은 서로 반대 방향을 하고 있습니다. DNA사슬이 조립되면 보통 5‘ 방향에서 3’방향으로 읽게 됩니다.
[그림 2]
퓨린이나 피리미딘 염기는 나선의 축을 향하여 돌출된 5탄당과 결합되어 있습니다. 나선식 계단의 각 단계마다 그러한 두 가지 염기가 서로 마주보며 결합되어 있습니다. DNA를 이루는 4 종류의 뉴클레오티드는 A, T, C, G입니다. 질소 염기 중 두 가지는 퓨린인데, 이것은 탄소 원자와 질소 원자가 모여서 된 2개의 고리가 연결된 모양을 하고 있으며, A(아데닌)과 G(구아닌)이 여기에 속합니다. 그리고 단일 고리 모양을 하고 있는 다른 두 가지는 피리미딘 그룹에 속하는 C(시토신)과 T(티민)입니다. DNA의 특징을 한한 생물의 세포 속에 시는 A의 양은 T의 양과 같다는 것입니다. 마찬 가지로 C의 양은 G와 같습니다.
DNA 복제
[그림 3]
염색체에서 유사분열이 일어나기 전에 핵 안의 DNA의 양은 두 배가 됩니다. 어떻게 DNA는 자가 복제를 할 수 있을까요? 왓슨과 클릭은 이것에 대한 해답을 제시 해 줍니다. 두개의 DNA가닥은 풀리면서 분리 됩니다. 각각의 가닥은 새로운 가닥이 형성되기 위한 방향성을 제시합니다. 위의 그림에서 볼 수 있듯이 한 개의 DNA분자가 풀려나가면서 그것과 동일한 배열을 정보를 가지고 있는 두 개의 DNA분자를 만들어 내게 되는 것입니다.
유전자
왜 DNA가 중요할까요? 여러분의 모든 특징들은 여러분이 세포 속에 가지고 있는 DNA에 의해 결정됩니다. 그것은 눈의 색을 결정하고, 머리카락 색깔이나, 유유를 소화 시킬 수 있는지 없는지 까지도 결정합니다. 이러한 특징을 형질이라고 부릅니다. 이러한 형질은 여러분의 세포를 만드는 단백질의 종류에 달려 있습니다. DNA구성은 단백질을 만들어 내는 청사진을 제공합니다.
단백질은 특정한 서열을 가지고 연결되어 있는 아미노산의 집합으로 이루어져 있습니다. 단백질은 수백 수천의 아미노산으로 이루어져 있습니다. 아미노산의 서열을 바꾸어 버리면 그것이 만들어 내는 단백질도 바뀝니다.
[그림 4]
어떻게 세포에서 단백질을 만드는 서열을 알 수 있을까요? 염색체에 있는 DNA는 유전자라고 불리 우는 특정한 단백질을 만들게 명령합니다. 유전자는 세포와 막을 형성하고, 효소로서 작용하는 단백질들을 조절합니다. 유전자는 아미노산이 특정한 단백질로 배열되기 위한 서열을 지휘합니다.
