식물에서의 DNA 추출

문서 내 토픽

1. DNA 구조

DNA는 디옥시리보핵산, deoxyribonucleic acid의 약자이다. 모든 세포, 생물과 DNA 바이러스에서 유전물질을 가진 핵산이다. 한 가닥의 DNA는 디옥시라이보뉴클레오타이드로 된 직선형의 중합체이다. β-D-deoxyribofuranose가 5′,3′ 인산결합에 의해 DNA분자의 뼈대를 형성한다. 여기에 푸린 염기인 아데닌과 구아닌, 피리미딘염기인 사이토신과 타이민이 각 디옥시라이보스 잔기에 측쇄로서 하나씩 연결된다. 아데닌과 타이민은 두 개의 수소결합, 사이토신과 구아닌은 세 개의 수소결합을 형성한다. 두 가닥으로 구성되어 있는 DNA에서 한 가닥내 각 염기는 다른 한 가닥 내에 존재하는 상보적염기와 수소결합을 이룬다. 각 가닥들은 꼬여 있기 때문에 이중나선을 형성한다. 두 개의 가닥은 역 평행으로 배열되어 있다. 즉 이중나선 구조를 형성할 때는 비공유결합성 상호작용인 이온결합, 수소결합, 반데르발스 상호작용, 소수성 상호작용에 영향을 받는다. DNA의 굵기는 2nm로 1회전 사이의 길이는 3.4nm이다. 이 사이에는 10쌍의 뉴클레오타이드를 포함한다.
2. DNA와 RNA의 차이

DNA와 RNA는 모두 기본 골격으로 뉴클레오타이드를 가지는 선형 중합체로 구성되어 있다. 뉴클레오타이드는 염기, 당, 인산 분자가 공유결합된 형태이다. 당은 5탄당인 리보오스를 가진다. 염기는 아데닌(A), 구아닌(G), 사이토신(C), 타이민(T)을 가지고 있다. 뉴클레오타이드 당이 인산디에스터 결합을 통해 뉴클레오타이드의 선형 중합체를 만든다. 하나의 뉴클레오타이드의 리보스를 구성하는 3번 탄소의 ?OH기가 인산기에 연결된 후, 이 인산기가 5번 탄소의 ?OH기에 연결되면서 인산디에스터 결합을 구성하게 된다. 두 가닥의 뉴클레오타이드 선형 중합체가 서로 반대 방향으로 놓이고, 염기 간에 수소결합을 통해 이중 나선 구조를 형성한다. RNA는 이와 차이가 존재한다. 각 뉴클레오타이드는 리보오스당 탄소의 1` 자리에 염기가 연결되어 있으며, 탄소 3` 자리에 인산이 연결되어 있다. 당의 탄소 2` 자리에는 ?OH기가 존재하여-H기만 가진 DNA와는 다르다. 또 탄소 1` 자리에 4가지 염기가 연결되는데, 아데닌, 시토신, 구아닌은 DNA와 동일하게 이용되지만 타이민 대신 유라실이 이용된다는 점에서 차이가 있다. 이 중에서도 RNA와 DNA가 가장 큰 차이점은 탄소 2`에 ?OH기가 존재하는 것이다. 이 수산화기의 존재로 인해 DNA에 비해 다양한 구조를 가질 수 있다. 수산화기의 작용을 알아보면 2` 수산화기가 뉴클레오타이드-뉴클레오타이드 결합인 포스포다이에스터 결합을 끊어 RNA 가닥이 끊어진다. 단 가닥인 RNA는 DNA와 다르게 Folding을 통해 3차원 구조를 형성한다. 이는 단백질 Folding을 통해 특정 기능을 갖게 되는 것과 같다.
3. RNA 종류

RNA에는 번역에 관여하는 RNA와 유전자 발현을 조절하는 RNA, RNA 프로세싱에 관여하는 RNA가 있다. 첫 번째 RNA는 mRNA로 단백질을 구성하는 아미노산 서열에 대한 유전정보를 리보솜으로 운반한 뒤 리보솜에서 단백질을 생산하도록 한다. mRNA에 존재하는 3개의 뉴클레오타이드 즉 코돈이 1개의 아미노산을 지정한다. 진핵생물에서는 DNA에서 먼저 mRNA 전구체가 전사 된 뒤에 처리과정을 거쳐 완전한 기능을 하는 mRNA를 만든다. 이렇게 만들어진 mRNA는 핵에서 세포질로 운반된 뒤에 tRNA와 함께 작용하여 리보솜에서 단백질을 만든다. 두 번째는 여러 종류의 RNA가 mRNA 또는 DNA 유전자와 직접 결합하여 유전자의 발현을 조절하게 된다. miRNA는 21-22 뉴클레오타이드 크기로 RNA 간섭현상을 이용해 작용한다. miRNA는 Argonaute 단백질과 결합한 뒤 염기서열에 상보적인 target mRNA에 결합해 mRNA를 분해 또는 mRNA가 번역되는 것을 억제한다. 세 번째는 RNA 처리에 관여하는 RNA도 존재하는데 하나의 예로 mRNA 전구체로부터 인트론을 처리하는 spliceosome은 여러개의 작은핵 RNA(small muclear RNA, snRNA)를 포함하고 있다. 여기서 snRNA는 mRNA와 결합하거나 효소 작용을 통해 인트론 처리에 직접 관여하기도 한다.

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1. DNA 구조

DNA(Deoxyribonucleic Acid)는 유전 정보를 저장하고 전달하는 생명체의 핵심 분자입니다. DNA는 이중 나선 구조로 이루어져 있으며, 두 가닥이 서로 꼬여 있는 형태를 가지고 있습니다. 각 가닥은 인산, 당(디옥시리보스), 그리고 네 가지 염기(아데닌, 구아닌, 시토신, 티민)로 구성되어 있습니다. 이 네 가지 염기는 서로 짝을 이루어 수소 결합을 형성하며, 이를 통해 DNA 이중 나선 구조가 안정화됩니다. DNA 구조의 이해는 유전 정보의 복제, 전사, 번역 등 생명체의 핵심 생명 과정을 이해하는 데 필수적입니다.
2. DNA와 RNA의 차이

DNA와 RNA(Ribonucleic Acid)는 모두 유전 정보를 저장하고 전달하는 핵산이지만, 몇 가지 중요한 차이점이 있습니다. 첫째, DNA는 이중 나선 구조를 가지고 있지만 RNA는 단일 가닥 구조입니다. 둘째, DNA의 당 성분은 디옥시리보스이지만 RNA의 당 성분은 리보스입니다. 셋째, DNA의 네 가지 염기 중 하나인 티민(T)이 RNA에서는 우라실(U)로 대체됩니다. 넷째, DNA는 주로 유전 정보의 저장 및 복제에 관여하지만, RNA는 유전 정보의 전사 및 번역 과정에서 중요한 역할을 합니다. 이러한 차이점은 DNA와 RNA가 생명체 내에서 서로 다른 기능을 수행할 수 있게 해줍니다.
3. RNA 종류

RNA에는 크게 세 가지 주요 종류가 있습니다. 첫째, 메신저 RNA(mRNA)는 DNA에서 전사된 유전 정보를 리보솜으로 전달하는 역할을 합니다. 둘째, 전달 RNA(tRNA)는 아미노산을 리보솜으로 운반하여 단백질 합성에 참여합니다. 셋째, 리보솜 RNA(rRNA)는 리보솜의 구조를 형성하고 단백질 합성 과정을 촉매합니다. 이 외에도 작은 핵 RNA(snRNA), 작은 핵소체 RNA(snoRNA), 마이크로 RNA(miRNA) 등 다양한 종류의 RNA가 존재하며, 이들은 유전자 발현 조절, 스플라이싱, 번역 후 수식 등 생명체의 다양한 과정에 관여합니다. RNA의 종류와 기능에 대한 이해는 생명체의 복잡한 생명 현상을 이해하는 데 필수적입니다.

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