꼬슬꼬슬 Convergence !!

유전 정보의 저장

 

■ A ,G, T, C

지구상에 존재하는 알려진 모든 생명체의 유전 정보는
A, G, T, C로 표기되는 염기(base)의 배열로 DNA에 저장됩니다.
단 네가지 분자로 다양한 특징을 가진 엄청난 종류의 '생명'을 만들어 냈다고 생각하면 정말 대단 한것 같습니다.
사람도 switch on, off 를 통해 엄청난 일을 하긴 하지만 아직 '자연' 또는 '신'의 영역(?)까진 무리인 듯 합니다^^.

각각 다음과 같이 분류됩니다.

퓨린(purine) 계		피리미딘(pyrimidine)계
A : 아데닌(Adenine)	G : 구아닌(Guanine)	T : 티민(Thymine)	C : 시토신(Cytosine)

■ 코드, 트리플렛코드

DNA를 구성하는 염기의 배열을 코드(code)라 부르고
단백질을 구성할 하나의 아미노산은 염기 3개가 한 조로 이뤄진 트리플렛 코드(triplet code)에 의해 결정됩니다.

DNA 이중 나선(double helix)은 각각의 가닥(strand)이 A-T, G-C의 쌍(pair)으로 상보적결합해 있습니다.

RNA 에는 티민(T) 대신 우라실(U : Uracil)이 존재합니다. 전사(transcription)과정에서 DNA의 A(adenine)에 대해 상보적으로 결합하죠. 

■ 코돈

mRNA(messenger RNA)에서 한개의 아미노산을 지정하는 염기 3개의 배열을 코돈(codon) 이라고 부르며 총 64가지가 있습니다.

■ 안티코돈

또 mRNA 코돈과 상보적으로 결합하는 tRNA의 염기 서열을 안티코돈(anticodon) 이라고 합니다.
아래 왼쪽 그림에서 빨간색이 안티코돈이죠. mRNA로 전해진 정보가 아미노산으로 번역(translation)되는 과정에서 tRNA(transfer RNA)가 지정된 아미노산을 가져오죠.

■ 코돈과 안티코돈이 가지는 의미?

위의 코돈 표를 보시면 서로 다른 코돈이 같은 아미노산을 지정한다는 사실을 눈치 채셨을 겁니다.
그 것이 가지는 의미는 DNA의 정보가 잘못 되거나 전사과정의 오류로 어떤 하나의 염기가 바뀐다해도 아미노산을 합성하는데는 문제가 없는 경우가 생긴다는 것입니다.
예를 들어 발린(val)은 경우 앞의 두 코드 'GU' 만 맞으면 뒤에 뭐가 오더라도 발린으로 지정된다는 것입니다. don't care 인 것이죠.
위의 오른쪽 tRNA 그림을 보시면 안티코돈에 'I'라고 되어있죠?
이노신(Inosine)이라는 놈인데 이 놈덕에 하나의 tRNA가 두 종류 이상의 코돈과 결합 할 수 있습니다.

우리가 학교에서 배웠던 아미노산이 21개이기 때문에 코돈이 4의 3승 만큼 필요하다는 의미 보다는, 자연이 생명이 태어나고 살아가는데 오류를 최소화 하기 위한 장치를 마련해 놓았다는 것이라 생각하면 생명의 기적에 대해 한번 더 깊은 감동을 받을 수 있지 않을까요? 

코돈(codon)과 tRNA의 설계(전 신을 안 믿지만 만약에 누군가 설계했다면...)는 정말 경이롭습니다 ㅋㅋ

정리해 보면 염기들의 배열은 코드, 배열 중 아미노산을 지정할 정보인 염기 3개의 조합은 트리플렛코드, 트리플렛코드와 상보적으로 결합하는 mRNA의 코돈, 코돈과 상보적인 안티코돈이 되겠습니다. 그리고 트리플레코드와 안티 코돈은 같을 수도 다를 수도 있겠지요.(don't care가 있기 대문에 ^^)

이전에 썼던 '유전 정보 전달의 중심설(Central dogma)' 에서 소개했던 과정에서 나오는 유전 정보를 가진 녀석들을 제가 아는 만큼 소개했습니다. 더 중요한 이야기가 있다면 공유 부탁드려요^^

  분자생물학(Molecular biology)은 이제 생명과 관련된 대부분의 분야에서 땔레야  땔 수 없는 분야가 된 것 같습니다.
분자생물학의 발달로 pathogene이나 oncogene에 대한 연구들이 이루어지고 있습니다.
그 결과 체외로부터 병원체의 침입에 의한 질병이나 생활습관이나 환경에 의한 체내에 내재된 질병의 발현에 대한 치료법과 예방법의 개선이 되어가고 있습니다.

  미국의 경우는 한 사람의 유전자를 분석해서 그 사람이 잠재적으로 발병할 수 있는 질병에 대한 정보를 제공하기도 합니다.
이것을 더 깊게 보면 그 사람의 생활 습관을 컨설트 해줄 수 있는 서비스라고 해야할까요?
물론 걸리지도 않을 병에 걸린 것 처럼 생각하는 부작용도 크겠지만요. 이런 문제들은 교육을 통해 해결 될 수 있을 것이라 생각합니다.

그리고 저는 real-time PCR을 통해 pathogene을 검출하는 시약을 만드는 회사에서 일을 하고 있습니다. 분자생물학 덕분에 생길 수 있었던 회사입니다.

  부전공으로 의생명공학을 하면서 참 많은 것을 배웠는데 저도 이제 조금씩 잊어가네요.
더이상 잊지 않기 위해서 중심설(Central dogma) 부터 시작합니다.!

  중심설을 말 그대로 '설'입니다. 누군가 더 획기적인 이론을 제안한다면 바뀔 수도 있겠지요.
하지만 아직까지는 이 중심설이 크게 흔들릴 기미는 보이지 않습니다.
아래 그림과 같은 경로로 유전 정보가 전달되는 것입니다.

  유전 정보는 DNA->RNA->단백질의 순서로 전달됩니다. 즉, DNA를 주형으로 mRNA를 합성하고 이 mRNA의 정보로 단백질이 만들어져서 눈에 보이거나 또는 눈에 띄지 않는 형질을 발현 하게 됩니다.

  또 세포분열 때 자기복제를 통해 유전 정보가 전달 됩니다.

이런 유전 정보를 이루고 있는 것은 단지 4개의 분자 (A, G, T, C)에 불과 합니다. 컴퓨터가 정보 정달을 위해 문자 두 개(0과 1)를 사용한다면 생명체는 문자 네 개를 사용한다 정도로 비유할 수 있겠습니다.

  역전사는 특이한 경우로 예를 들면 감기 바이러스가 체내에 침입했을 때 자신이 가진 RNA를 주형으로 DNA를 만들어내고 그 DNA를 단백질로 발현 시켜 우리를 괴롭힙니다.

  사실 이번 포스트만 봐서는 잘 감이 안 오실 겁니다. 왜냐하면 이것은 가장 높은 봉우리에서 '분자생물학'이라는 숲을 바라본 것이기 때문입니다. 저 위의 단순한 그림 속에 엄청난 것들이 숨어 있습니다. 틈틈히 포스트하도록 하겠습니다!