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2015년 5월 12일 (화) 23:23 판
| “ | 생물의 유전정보를 담고 있는 분자 | ” |
디옥시리보핵산(영어: Deoxyribonucleic acid, DNA)은 우리가 알고 있는 모든 생명체와 일부 바이러스가 발달 및 기능하는데 필요한 유전자를 암호화하는 분자이다. DNA는 핵산의 일종이다. 핵산은 단백질, 탄수화물과 마찬가지로 생명을 구성하는 주요 거대분자이다. 대부분의 DNA 분자는 두 개의 DNA 가닥이 이중나선의 형태로 꼬여 있는 형태이다. DNA 가닥은 뉴클레오티드라는 단위 분자들이 길게 결합하고 있는 형태이므로 폴리뉴클레오티드라고 불리기도 한다. 각각의 뉴클레오티드는 질소를 포함하는 핵염기—구아닌 (G), 아데닌 (A), 티아민 (T), 시토신 (C)—와 단당류의 일종인 디옥시리보오스, 그리고 인산기의 세 부분으로 구성되어 있다. 뉴클레오티드의 인산기 부분은 인접한 뉴클레오티드의 인산기와 서로 공유결합의 형태로 서로 결합하여 결과적으로 긴 폴리뉴클레오티드 사슬(DNA 척추)을 만든다. 한편, 핵염기 부분은 반대편 폴리뉴클레오티드 사슬의 핵염기와 염기쌍(A-T, C-G)을 이루어 수소결합한다. 이로 인하여 두 개의 DNA 가닥은 이중나선 모양을 갖추게 된다.
DNA는 고도로 발달한 생물학적 정보의 저장소이다. DNA 척추는 잘 분해되지 않으며, 두 개의 DNA 가닥은 서로 동일한 유전정보를 공유한다. 두 가닥의 DNA가 서로 분리될 때 유전학적 정보는 복제된다. 사실 DNA의 대부분(사람의 경우에는 98%이상)은 아무런 유전정보를 담고 있지 않은 DNA이다.
두 가닥의 DNA는 서로 반대 방향으로 달리며 따라서 서로 역평행(逆平行)하다. DNA에서 생물학적 정보를 담고 있는 부분은 핵염기 부분이다. 일반적인 생물체에서 DNA의 염기서열은 전사(transcription)되어 RNA가 되며, 전사된 RNA의 염기서열은 아미노산으로 번역(translate)되어 단백질을 만들게 된다.
세포 내에서 DNA는 염색체라는 구조물을 형성한다. 세포 분열이 일어나는 동안 이 염색체들은 복제되어 각각의 세포가 온전한 개수의 염색체를 가지게 된다. 진핵생물(동물, 식물, 진균, 원생생물)은 대부분의 DNA를 세포핵 안에 저장해두며, 미토콘드리아 또는 엽록체 등의 세포소기관에도 일부 DNA를 저장해둔다. 그 반면에, 원핵생물(세균과 고세균)은 DNA를 세포질에만 저장해둔다. 염색체 내에서, 히스톤 등의 염색질 단백질은 DNA를 조밀하게 만들고 조절하는 역할을 한다. DNA와 단백질 사이의 결합 정도를 조절함으로서 해당 부위의 DNA의 전사(발현) 정도를 조절할 수 있다.
과학자들은 DNA를 에르고드 이론이나 탄성이론 같은 물리학적 법칙과 이론을 연구하기 위한 분자학적 도구로 사용하기도 한다. DNA는 독특한 분자적 특징을 가지고 있어 마이크로 및 나노 제작에 관심 있는 과학자 및 공학자들에게 매력적인 분자로 각광받고 있다. 이 분야에서 주목할 만한 성과로는 DNA 오리가미(DNA origami)와 DNA-기반 하이브리드 재료가 있다.
| 생물과 화학의 만남 - 생화학 |
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