DNA 에서 단백질까지

본문내용

라이머 제거; 뉴클레오티드로 간격 메움
복제포크에서 이중가닥 DNA의 풀림
짧은 RNA 서열의 합성 ; DNA 합성을 위한 프라이머
염기쌍으로부터 가닥 유지를 위해 단일가닥 DNA에 결합
세균에서; 복제동안 DNA 나선을 분리에 의해 일어나는 DNA 복제포크앞의 초나선을 완화함
진핵세포는 유사한 효소와 동일한 기능을 갖는다.
DNA복제동안 DNA절편과 지연가닥의 오카자키 절편의 연결
유전암호
유전부호라고도 한다. 염색체를 구성하고 있는 DNA는 4개의 염기, 즉 아데닌·구아닌·티민 및 시토신이 여러 가지 순서로 배열되어 사슬 모양으로 연결되어 있다. 이것에 의하여 나타내는 유전정보가 mRNA의 리보뉴클레오티드에 판독된다.
이 RNA에도 4종의 염기, 즉 아데닌(A)·우라실(U)·구아닌(G)·시토신(C)이 있고, 이 4종의 염기배열에 따라 4문자(A,U,G,C)로 되는 암호가 아미노산의 배열에 해독된다. 즉, DNA로부터 물려받은 mRNA의 A, U, G, C 중의 3문자가 판독단위인 트리플렛암호라고 하는 코돈이다.
전사
단백질 합성을 위하여 mRNA, 아미노산을 운반하는 tRNA, 리보솜, ATP와 GTP, 그리고 다양한 단백질 인자들이 필요하다. 이들은 해독 시작단계에서 다 같이 모인다. 첫째, 작은 리보솜 소단위에 있는 짧은 rRNA 서열과 mRNA 선도서열(leader sequence)이 수소결합을 한다. 아미노산을 지정하는 시작코돈은 AUG이다. 이것은 메티오닌을 운반하는 개시 tRNA(initiator tRNA)를 끌어들인다. 작은 리보솜 소단위, 이것에 결합되어 있는 mRNA, 그리고 메티오닌을 달고 있는 개시 tRNA가 개시복합체(initiation complex)를 형성한다.
해독의 다음 단계인 신장(elongation)을 시작하기 위하여 큰 리보솜 소단위가 개시복합체에 붙는다. 개시코돈 바로 다음에 GGA 코돈이 글라이신을 운반하는 tRNA의 안티코돈과 결합한다. tRNA에 붙어있는 두 개의 아미노산(글라이신과 메티오닌)이 정렬한다. 이들 사이에 펩티드결합이 형성되고, 첫 번째 tRNA가 떨어져 나온다. 이것은 다른 아미노산과 붙어 재활용된다. 리보솜과 여기에 붙어 있는 mRNA는 이제 하나의 tRNA와 결합되어 두 개의 아미노산을 형성한다. 이것이 폴리펩티드의 시작이다.
다음 단계로 리보솜이 mRNA를 따라 코돈 하나씩 움직이면서 세 번째 tRNA가 더해진다. 세번째 아미노산이 이미 있는 두개와 정렬하고 펩티드결합을 만들어 사슬이 길어진다. 두 번째 아미노산에 붙은 tRNA가 빠져나와 재활용된다. 한 번에 새로운 tRNA가 옮겨다 주는 하나의 아미노산이 더해지면서 폴리펩티드가 계속해서 만들어진다.
리보솜이 mRNA의 종결코돈(UGA, UAG, UAA)에 닿으면 방출인자(release factor)라고 불리는 특정 단백질이 결합함으로써 신장이 중지된다. 종결코돈을 인지하는 tRNA분자는 없다. 마지막 tRNA가 리보솜에서 떨어져 나오고 리보솜 소단위들이 서로 분리되어 재활용되고, 새롭게 합성된 폴리펩티드는 방출된다
번역
진핵생물에서 전사는 새로이 합성 RNA가 가공된 핵에서 일어나 번역이나 단백질 합성부위인 세포질에 전달된다.
변역의 4단계
1. 개시
진핵생물에서 작은 리보좀소단위가 먼저 개시 tRNA와 그 아미노산에 결합한다. 리보좀소단위-tRNA-메티오닌 복합체는 5‘캡 부위근처에서 mRNA 말단에 결합한다. 그후 작은 소단위는 개시 AUG가 인식될 때까지 mRNA를 따라 움직이며 여기에 커다란 소단위가 부가된다. 원핵생물에서 그 과정은 진핵생물과 유사하나 유전자가 장애물로서 제공되는 막-결합 핵이 없기 때문에 전사되는 동안 번역이 시작되지만 일부 단백질 요소들이 번역을 개시하는데 관여하며, mRNA의 5’ 지역에서 특별한 서열은 리보좀의 16S rRNA의 서열과 상보적이며 mRNA상에서 리보좀의 정확한 배열이 이루어진다.
리보좀은 특별한 위치인 A와 P 각 부위에 아미노아실-tRNA를 수용한다. 일단 번역이 개시되면 리보좀과 아미노산을 가지는 개시 tRNA는 mRNA상에서 위치하며 폴리펩티드는 시장 과정에서 합성된다.
2. 신장
아미노산은 자라는 폴리펩티드 사슬에 순차적으로 부가된다. mRNA의 두 번째 코돈에 의해 지정된 아미노산은 이 코돈에 대해 상보적인 역코돈을 갖는 두 번째 tRNA에 의해 리보솜이 전달된다. 상보성 염기쌍이 만들어지면 최초 tRNA에 부착된 아미노산은 두 번째 아미노아실 tRNA 상의 아미노산으로 전달된다.

키워드

DNA,   단백질,   아미노산