DNA 구조와 화학결합, DNA 이중나선 구조를 안정화시키는 화학 결합

소개

DNA 분자의 구조와 화학적 결합, DNA 이중나선 구조를 안정화시키는 네 가지 비공유결합에 대한 내용입니다. DNA의 기본 구성 단위체인 뉴클레오티드에서부터 DNA 이중나선 구조에 이르기까지 DNA 분자의 구조와 화학적 결합에 초점을 맞춘 탐구 보고서입니다.

목차

1. DNA 구조와 화학 결합
(1) DNA 분자의 기본 구조
(2) 뉴클레오타이드의 결합 방식
(3) DNA 이중나선 구조를 이루는 규칙

2. DNA 이중나선 구조를 안정화시키는 네 가지 비공유결합
(1) 상보적 수소결합
(2) 소수성 상호작용
(3) 반데르발스 힘
(4) 이온결합

본문내용

(1) DNA 분자의 기본 구조
DNA는 뉴클레오타이드(nucleotide)가 연결된 폴리뉴클레오타이드 중합체로, 뉴클레오타이드 단량체들이 연결되어 하나의 DNA 사슬을 형성하고, 마주하는 두 가닥의 DNA 사슬이 이중나선 구조를 형성한다. DNA 이중나선을 이루는 두 가닥의 DNA는 서로 반대 방향(anti-parallel)으로 구성되어 있어, 이중나선의 한 가닥이 위에서 아래 방향이 5'->3' 방향이라면, 나머지 상보적 가닥은 아래에서 위 방향이 5'->3' 방향이다.
DNA를 구성하는 뉴클레오타이드는 (5개의 탄소원자로 이루어진) 5탄당인 ‘디옥시리보스(deoxyribose)’와 인산, 그리고 네 가지 염기(아데닌(A), 구아닌(G), 사이토신(C), 티민(T): 핵염기) 중 하나로 구성되어 있다. 이렇게 인산, 디옥시리보스(오탄당), 핵염기로 구성된 뉴클레오타이드를 ‘디옥시리보뉴클레오타이드(deoxyribonucleotide)’라 하며, 이는 DNA의 기본 구성단위체가 된다. 즉, DNA의 기본 구성단위인 ‘디옥시리보뉴클레오타이드’가 연결되어 단일 가닥의 DNA 사슬이 생성된다.
이러한 폴리뉴클레오타이드 중합체의 양쪽 말단은 구조적 차이를 보인다. 한쪽 말단은 오탄당의 5번 탄소에 인산기(PO4)가 결합된 상태이고, 반대쪽 말단은 오탄당의 3번 탄소에 수산기(OH)가 결합된 상태이다. 이 같은 구조를 두고 각각 5‘말단, 3’말단이라고 부른다.
단일 가닥 DNA 사슬은 당-인산 골격을 따라 핵염기(질소 함유 염기)가 부속물처럼 달려 있는 모양인데, 이렇게 만들어진 단일 가닥 DNA 사슬 2개가 상보적 염기쌍의 법칙에 따라 염기끼리 결합하면서 이중나선 구조가 만들어진다.

참고자료

· 이중나선 (제임스 왓슨, 궁리)
· 생물학의 쓸모(김응빈, 더퀘스트)
· DNA 대사와 유전체 무결성(오상진, 탐구당)
· BIO-TECHNOLOGY, 하루 한권 생명공학(아시다 요시유키, 드루)