[일반생물학] DNA 모형 만들기

소개글

[일반생물학] DNA 모형 만들기에 대한 보고서 자료입니다.

목차

일반생물학 - DNA 모형 만들기


① DNA (Deoxyribonucleic acid)
② DNA의 구조
③ 유전물질로서의 DNA
④ DNA 복제
⑤ DNA의 RNA로의 전사
⑥ 단백질 합성(유전암호의 번역)
⑦ DNA 조작 기술

참고자료

본문내용

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- 유전암호의 번역
4개의 염기가 어떻게 20가지 종류의 아미노산의 암호가 되는가 하는 문제는 대단히 중요하다. 만일 1개의 염기가 1개의 아미노산 암호가 된다면 단지 4개의 아미노산만이 결정될 것이다. 만일 2개의 염기가 1개의 아미노산의 암호가 된다면 16개의 조합이 가능하지만, 아미노산의 종류가 20가지이기 때문에 불충분한 수가 된다. 3개의 염기 조합은 64가지의 암호화 코드를 가능하게 하며, 20가지 아미노산 암호화에 필요한 최소수보다 많게 된다. 3개의 글자로 구성된 암호, 즉 트리플렛(triplet)은 다음과 같은 3가지 방법으로 이루어질 수 있다.
① 글자의 앞뒤가 서로 중첩된다.
② 글자가 중첩됨이 없이 3개씩 끊어진다.
③ 글자가 중첩 및 끊어짐이 없이 트리플렛을 이룬다. 그러나 ①과 ②의 경우는 생체에서 불가능한 경우이며, ③의 경우처럼 mRNA의 특정염기부터 3개의 염기가 트리플렛을 이루어 하나의 아미노산을 암호화한다. 예컨대, mRNA 내의 트리플렛 UUU는 페닐알라닌의 암호가 되며, DNA 내에서는 AAA에 해당한다. AAA와 CCC는 리신과 프롤린의 유전암호가 된다.
4가지의 염기가 3글자의 조합으로 트리플렛을 형성하여 64개의 유전암호를 형성하며 20가지 아미노산을 결정한다. 또한 메티오닌과 트립토판만 1개의 유전암호를 가질 뿐 2~6종류의 트리플렛이 하나의 아미노산을 결정하는 유전암호가 되는데, 이를 ' 유전암호의 퇴보'(genetic code degeneracy)라 한다. 페닐알라닌은 2종류의 유전암호를, 세린은 6종류의 유전암호를 가진다. 메티오닌의 트리플렛 AUG는 단백질 합성의 개시신호가 되어 mRNA에서 첫번째 유전암호가 되며, UAAUGAUAG 3개의 트리플렛은 단백질 합성의 종말신호로 작용한다. 다시 말하면 mRNA에서 단백질 합성의 개시는 AUG 트리플렛에서 시작하여 UAA, UGA 또는 UAG의 트리플렛에서 끝나게 된다.
⑦ DNA 조작 기술
- 플라스미드의 상업화
플라스미드는 거의 모든 유전자를 운반할 수 있고, 박테리아 내부에서 자신을 복제할 수 있기 때문에 재조합 DNA 기법에 매우 유용한 도구로 쓰인다.
① 미생물로부터 플라스미드를 분리한다.
② 동물, 식물로부터 특정한 유전자가 포함된 DNA를 분리한다.
③ ②에서 분리한 유전자를 포함하고 있는 DNA조각을 플라스미드에 삽입하여 재조합 DNA를 만든다.
④ 박테리아 세포에 ③에서 만든 재조합 플라스미드를 넣어 형질전환을 한다.
⑤ 이렇게 유전자가 조작된 재조합 박테리아는 클론이 되어 유전자를 대량생산하는데 사용된다.
이와 같은 방법으로 새로운 기능을 가진 미생물, 식물세포, 동물세포를 만들어 낼 수 있으며 이들의 활용방면은 무한히 넓다. 그래서 이러한 기술이 생명공학(biotechnology)로 연결 된다.
- 제한효소 (Restriction enzyme)
한 개의 세포로부터 유전자를 분리하고 이것을 다른 세포로 삽입하기 위해서는 정교한 자르기 및 연결과정이 필요하다.
DNA재조합 기술에 사용하는 DNA를 자르는 도구는 제한효소라고 하는 미생물의 효소이다. 1966년 말 처음으로 발견되었는데 파지나 다른 생물로부터 들어오는 DNA가 세포내에 살아남지 못하도록 하는 효소이다.
대부분의 제한효소는 DNA분자에 있는 짧은 염기서열을 인식하고, 그 부위를 자른다.
수백 종류의 제한효소가 있으며, 약 100개의 제한효소 인식서열이 알려져 있다.
① 두 개의 인식서열을 갖고 있는 DNA를 나타내고 있다.
② 제한효소는 인식서열 중 A와 G가 인접해있는 곳에서 DNA가닥을 대칭적으로 잘라 단일가닥의 말단을 형성하는데 이를 점착성 말단(sticky ends)이라 한다.
③ 다른 종에서도 ②에서 사용한 것과 같은 제한효소를 사용해서 동일한 점착성 말단을 가지는 DNA조각(회색)을 만든다.
④ 양 쪽의 점착성 말단은 서로 상보적인 염기서열로 구성되어 있으므로 서로 수소결합을 형성하게 된다.
⑤ DNA사슬의 초종적인 연결은 DNA ligase에 의해 이루어 진다. 이렇게 형성된 DNA분자를 재조합 DNA (recombinant DNA, rDNA)라 한다
- Gene Cloning (유전자 클로닝)
재조합 DNA를 많들어 유용하게 사용하기 위해선 여러 과정이 필요하다. 이 과정을 예로들어 전형적인 유전공학의 수법을 이해해보자.
[가정]AIDS에 걸렸어도 살아남은 사람으로부터 AIDS바이러스를 죽이는 단백질V를 발견했다고 가정하자.
생물학자는 단백질V를 생산할 수 있는 유전자를 찾아서 그 단백질을 대량생하려고 한다.
① 운반체로 사용할 박테리아 플라스미드와 단백질V를 생산하는 사람의 DNA를 분리한다.
② 플라스미드와 유전자V를 동일한 제한효소로 처리하는데, 이 효소는 플라스미드 DNA를 한 군데만 자른다. 이 제한효소는 사람의 DNA도 자르는데 이때 인체 DNA는 수천개의 조각으로 나뉘지게 되며, 이 중에 하나가 단백질V를 생산할 수 있는 유전자 이다. 이 효소에 의해 잘린 모든 DNA는 동일한 점착성말단을 가지고 있다.
③ 사람의 DNA 단편과 절단된 플라스미드를 혼합하면 점착성 단면의 상보성으로 인하여 염기간에 수소결합이 형성된다.
④ DNA ligase를 처리하여 두 DNA분자를 공유결합으로 연결시키면 유전자V를 포함하고 있는 재조합 플라스미드가 만들어 진다.
⑤ 재조합 플라스미드는 형질전환에 의해서 박테리아 안으로 들어 간다.
⑥ 재조합이 완성된 하나의 세포를 배양하여 같은 유전자를 갖는 세포집단(클론)을 만들어 낸다. 이 단계를 유전자 클론이라고 한다.
참고자료
http://my.dreamwiz.com/ghdvy/frame1.htm
http://urizip.x-y.net/b-DNA.htm
http://members.britannica.co.kr/spotlights/nobel/list/B05d2742b.html
http://user.chollian.net/%7Eyeomoon/bio2supic/b/19.htm
http://www.uiduk.ac.kr/%7Ekchan/01lecture/013biology/13week/dnatech01/transposon.htm

키워드

일반생물학,   DNA 모형 만들기,   단백질 합성,   유전자,   DNA 조작 기술 ,   RNA,   DNA의 구조,   유전암호