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2장 핵산 화학
2장 핵산화학에 대한 마인드맵입니다. 주요 내용은 뉴클레오티드, RNA, 중요한 물리화학적 특성, 리보솜, DNA, 핵산입니다.
Modificato alle 2024-02-08 16:05:38
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2장 핵산화학
핵산
DNA 기능
주요 유전 물질은 유전 정보의 전달자입니다
RNA 기능
단백질 생합성에 참여
생체촉매(리보자임)
RNA 바이러스에서는 RNA가 유전물질이다.
RNA 전사 후 처리 및 변형
유전자 발현 및 세포 기능 조절에 관여
뉴클레오티드
베이스
구아닌(G), 아데닌(A)
시토신(C), 우라실(U), 티민(T)
희귀 뉴클레오티드: IMP(핵산 대사에 중요한 물질) 등
오탄당 설탕
DNA의 오탄당: β-D-2'-디옥시리보스
RNA의 오탄당: β-D-리보스
뉴클레오시드 또는 데옥시뉴클레오시드
DNA
기본 구조
디옥시뉴클레오티드 간의 연결 방식 및 배열 순서를 나타냅니다. 연결 방식은 3', 5'-포스포디에스테르 결합입니다.
2차 구조
이중 나선 구조(Watson과 Crick이 제안)
표면에 큰 홈과 작은 홈이 있는 역평행 오른쪽 이중 나선
디옥시리보스-인산염 골격은 외부에 있고 상보적인 염기쌍은 내부에 있습니다.
나선 직경은 2nm, 인접한 기본 평면 사이의 수직 거리는 0.34nm, 각 회전은 10bp, 나선 피치는 3.4nm입니다.
이중 나선 구조를 안정화시키는 주요 힘: 염기 적층력과 염기쌍 수소 결합
DNA 염기 구성 법칙(Chargaff 법칙)
염기등가의 법칙: 거의 모든 유기체의 DNA에서는 A=T, G=C, A G=T C
DNA 염기 구성은 종마다 다르며 비대칭 비율(A T)/(G C)은 종마다 다릅니다.
3차 구조
초나선형 구조
자연 DNA는 주로 음의 초나선형 구조로 존재합니다.
RNA
mRNA
mRNA는 단백질 합성의 주형으로 주로 1차 구조(리보뉴클레오티드 연결 방식 및 배열 순서)를 이용해 유전정보를 전달한다.
원핵생물 mRNA의 분자 구조
리더 영역, 여러 번역 영역(시스트론) 및 말단 서열로 구성
일반적으로 폴리시스트론
5'말단 리더 영역에는 퓨린 염기가 풍부한 서열, 즉 SD 서열이 있습니다.
진핵생물 mRNA의 분자 구조
5' 말단에는 캡 구조가 있고, 그 뒤에는 5' 비번역 영역, 코딩 영역, 3' 비번역 영역이 있습니다.
모노시스트론이다
3' 끝은 폴리(A) 꼬리입니다.
트란
활성화된 아미노산을 운반하고 운반하며, mRNA의 코돈을 인식하고, mRNA의 유전암호 서열에 따라 단백질 합성을 위해 특정 아미노산을 리보솜으로 운반합니다.
1차 구조 특성: 3' 말단에 CCA 서열이 있는 더 희귀한 뉴클레오시드를 포함합니다. 4 및 5' 끝은 대부분 pG입니다(일부는 pC임).
2차 구조: 네 개의 팔과 네 개의 고리로 구성된 클로버 모양의 구조: 디하이드로우라실 고리(D 고리), D 팔, 안티코돈 고리, 안티코돈 팔(AC 팔), 추가 고리, TψC 고리, TψC 팔, 아미노산 팔( 3'-CCA 말단은 활성화된 아미노산의 결합 부위입니다.
3차 구조: 역L자형 구조
rRNA
원핵세포에는 3가지 유형의 rRNA(5S, 16S, 23S rRNA)가 있습니다. 진핵세포에는 4가지 유형의 rRNA(5S, 5.8S, 18S, 28S rRNA)가 있습니다.
기능: 리보솜을 구성하고 펩타이드 결합 형성을 촉매하는 트랜스퍼라제 활성은 23S rRNA에 존재하며 tRNA와 mRNA의 결합에 관여합니다.
리보솜
바이러스
핵산과 단백질로 구성된 비세포 유기체
염색체
염색체와 염색질의 기본 구조 단위는 히스톤을 둘러싸고 있는 DNA로 구성된 뉴클레오솜입니다.
중요한 물리적, 화학적 특성
일반 속성: (1) 결정형 : 백색섬유형태의 DNA, 백색분말형태의 RNA (2) 용해도 : 물에 용해되고 유기용매에는 용해되지 않음 (3) 산도 및 알칼리도: 명백한 산도, 등전점 2.0--2.5, (4) 점도 : DNA는 점도가 높고, RNA는 점도가 낮습니다. (5) 양쪽성 해리 특성: 알칼리 가수분해 및 산 가수분해
알칼리 가수분해 및 산 가수분해 특성: (1) 약한 알칼리성 조건에서: DNA의 포스포디에스테르 결합은 안정적이며, RNA의 포스포디에스테르 결합은 모두 2' 및 3' 고리형 뉴클레오티드로 분해됩니다. (2) 묽은 산에 장시간 노출(또는 온도나 산도를 높이거나) : 퓨린이 분리되고 소수의 포스포디에스테르 결합이 분해된다. (3) 중강산 또는 진한 산 처리: 피리미딘이 분해되고, 포스포디에스테르 결합이 더 많이 분해된다.
UV 흡수 특성: 260nm 부근의 최대 흡광도
핵산의 변성, 재생 및 분자 혼성화
변성: 물리적, 화학적 요인의 영향으로 DNA 염기쌍 사이의 수소 결합이 끊어지고 이중 나선이 풀리게 됩니다. 이는 A260의 증가(고색소 효과)와 DNA 기능의 상실을 동반하는 갱년기 과정입니다.
변성 인자: 열 변성, 산-염기 변성(pH 4 미만 또는 11 초과), 변성제(요소, 구아니딘염산염, 포름알데히드 등)
Tm: 열 변성 동안 A260이 최대 값의 절반에 도달하는 온도를 DNA의 녹는점이라고 하며 Tm으로 표시됩니다.
재생성(Reaturation): 특정 조건에서 변성된 DNA 단일 가닥 사이의 염기가 다시 쌍을 이루어 이중 나선 구조를 복원합니다. A260의 감소(저색소성 효과)와 함께 DNA 기능이 회복됩니다.
재생에 영향을 미치는 주요 요인
1. 온도 : 열변성된 DNA는 천천히 냉각시키면 재생이 가능하지만 급속냉각으로는 재생이 불가능하다.
2. DNA 농도: 농도가 높을수록 재생 속도가 빨라집니다.
3. DNA 조각 크기: 조각이 클수록 재생 속도가 느려집니다.
4. DNA 단편에서 반복되는 서열의 수
5. 용액의 이온 강도
분자 혼성화: 서로 다른 소스의 DNA 단일 가닥 사이 또는 단일 가닥 DNA와 RNA 사이에 염기쌍 영역이 있는 한, 핵산 분자 혼성화라고 불리는 재생 과정에서 국소 이중 나선 영역이 형성될 수 있습니다.
애플리케이션: 1. 순도 확인(A280은 단백질 및 페놀성 물질의 최대 흡광도) 순수 DNA의 A260/A280은 1.8(1.65-1.85)이어야 합니다. 순수 RNA의 A260/A280은 2.0이어야 합니다. 단백질이나 페놀이 포함되어 있으면 A260/A280 비율이 크게 감소합니다. 2. DNA가 변성되었는지 확인 DNA의 변성과정에서 몰흡수계수가 증가함(색소효과) DNA의 재생 과정에서 몰 흡수 계수가 감소합니다(감산 효과).
세 가지 유형의 RNA 중에서 tRNA가 가장 풍부하고, rRNA가 그 뒤를 따르고 mRNA는 매우 적습니다.
중요한 실험적 기초 ① 폐렴구균 형질전환 실험 ② 박테리오파지 감염 실험
[목표] 뉴클레오타이드의 구성, 샤가프의 법칙, DNA, tRNA, rRNA 및 mRNA의 구조적 특성과 기능, 특히 DNA 이중 나선 구조 모델의 핵심 사항과 의의를 마스터합니다. UV 흡수 특성, 핵산의 변성 및 재생, 분자 혼성화를 마스터하세요. [핵심사항] DNA의 구조, tRNA, mRNA, rRNA의 구조적 특성과 기능, 핵산의 물리화학적 성질.