유전자로부터 단백질에 이르기까지 합성 과정

소개글

유전자로부터 단백질에 이르기까지 합성 과정에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 유전자란?

2. 단백질을 설계하는 암호

3. 단백질을 만드는 드라마의 두 장면
<분자생물학에 의한 전사와 번역(유전정보의 중심설)>

4. 단백질을 만드는 무대

5. 필요한 유전자의 복사
- 전사의 원리

6. 번역-뉴클레오티드 언어로부터 아미노산 언어로

7. 번역에서 활동하는 배우들-(1) 운반 RNA

8. 번역에서 활동하는 배우들-(2) 아미노아실 tRNA 합성효소

9. 번역에서 활동하는 배우들-(3) 리보솜

10. 번역의 3단계
<제1단계-개시과정>
<제2단계-신장과정>
<제3단계-종결과정>
<요약정리>

본문내용

부분을 큰 소단위(large subunit), 몸통에 해당하는 부분을 작은 소단위(small subunit)라고 한다. 리보솜의 작은 소단위와 큰 소단위가 mRNA를 끼우듯이 결합하면 단백질의 합성이 시작된다.
리보솜에는 tRNA가 앉을 수 있는 좌석 같은 것이 2개 이웃하여 존재하는데, 이것들을 P 부위(petidly site)와 A 부위(aminoacyl site)라고 한다. P 부위와 A 부위 각각에 mRNA의 코돈이 노출되어 tRNA의 안티코돈을 기다리고 있다.
10. 번역의 3단계
<제1단계-개시과정>
mRNA의 5‘ 말단이 리보솜 소단위(small subunit)와 결합한다. 개시코돈인 AUG가 리보솜의 P site에 배열하면, 5’-UAC-3' 의 안티코돈을 가진 tRNA(메티오닌 아미노산)가 개시코돈을 인식한 후 결합한다.
이와 같이 개시복합체가 형성되면 이 복합체에 리보솜 대단위(large subunit)가 결합함으로써 완전한 형태의 리보솜이 형성된다.
<제2단계-신장과정>
펩티드 전이효소(peptidyl transferase)에 의해 아미노산이 mRNA의 코돈에 따라 순서대로 연결되는 과정이다. P site 에 있는 tRNA의 메티오닌이 A site에 있는 tRNA의 루신과 펩티드 결합(peptide bond)을 한다. 그 결과 P site의 tRNA는 아미노산을 상실하여 리보솜으로부터 떨어져 나간다. 다시 리보솜이 mRNA을 따라 이동함으로써 A site 에 있는 tRNA가 P site가 되며, A site 에 5‘-ACC-3'의 안티코돈을 가진 tRNA가 위치하면 트립토판은 P site에 있는 루신과 펩티드 결합을 한다. 이동하는 리보솜은 mRNA의 유전암호에 따라 polypeptide 사슬을 신장해 나간다.
<제3단계-종결과정>
리보솜이 종결코돈인 UAA, UAG, UCA 등에 도달하면 종결인자(release factor)가 종결코돈을 인식하여 polypeptide 신장이 종결된다. tRNA는 종결코돈에 상보적인 안티코돈이 없어 A site에 종결코돈이 나타나면서 신장은 종결된다.
종결 후 단백질사슬(polypeptide)이 떨어져 나오며 리보솜은 다시 두 개의 소단위(large subunit 와 small subunit)들도 분리된다.
* 원핵세포의 경우는 N-포르밀메티오닌이라는 특수한 아미노산을 개시 아미노산으로 사용한다. 한편, 진핵세포의 경우는 개시 아미노산은 보통 메티오닌이지만 개시할 때는 tRNA가 특수하게 개시 tRNA(initiator tRNA)라고 한다.
<요약정리>
1. 단백질의 설계정보를 담당하는 DNA의 영역을 유전자라고 한다. 즉, mRNA로 전사되고 단백질로 번역되는 DNA 부분을 유전자라고 한다.
- 인간의 긴 DNA 중 드문드문 2-3% 부분만이 단백질 설계정보를 담당한다.
2. 유전자 정보를 읽어들여 단백질을 만드는 과정은 전사와 번역의 2가지 장면으로 이루어진다.
- 전사는 긴 DNA 중에서 필요한 부분만을 mRNA로서 복사하는 장면이며 핵 안에서 행해진다.
- 번역은 mRNA가 담당하는 정보를 읽어 들여 아미노산을 연결해가는 장면이며 핵 밖에서 행해진다.
3. 핵이 없는 원핵세포의 경우에는 전사와 번역 같은 장소에서 같은 시기에 진행된다.
4. 번역에서 mRNA 3개의 뉴클레오티드의 연속된 나열은 정리된 암호정보(code)로써 해석되기 때문에 코돈(codon)이라고 불린다.
5. 지구상의 모든 생물에서 DNA가 유전암호이며 코돈의 의미도 공통이다. 이 사실은 모든 생물이 공통의 선조를 가지고 있다는 것을 의미하는 것이다.
* 진핵세포의 경우, 번역은 소포체에 있는 리보솜의 세포소기관에서 이루어진다.

키워드

DNA RNA 원핵생물,   진핵생물 정자 난자,   암호문자 아미노산,   번역 전사 사슬,   중심설 센트럴 도그마,   중합효소 코돈 안티코돈,   리보뉴클레오티드,   종결코돈 리보솜