단백질합성과정 (DNA, RNA, DNA 복제, 단백질 합성과정, 단백질 생산)

소개글

단백질합성과정 (DNA, RNA, DNA 복제, 단백질 합성과정, 단백질 생산)에 대한 보고서 자료입니다.

목차

서론

본론
1.DNA(디옥시리보 핵산/deoxyribonucleic acid)
　1) DNA란?
　2) DNA의 구조
2.RNA(리보 핵산/ribonucleic acid):
　1) RNA란?
　2) RNA의 종류와 기능
　　(1) mRNA
　　(2) rRNA
　　(3) tRNA
3. DNA 복제 (replication)
　1) DNA 복제란?
　2) DNA 복제 (replication)의 과정
4. 단백질 합성과정
　1) 전사(transcription)
　　(1) 전사란?
　　(2) 원핵세포의 전사기구
　　　① Promoter 부위의 인식
　　　② RNA 합성 개시
　　　③ RNA 사슬의 신장(elongation)
　　　④ RNA 합성 종료(termination)
　　(3) 진핵세포의 전사기구
　　　① mRNA 합성을 위한 promoter와 RNA polymerase Ⅲ을 위한 내부 promoter
　　　② RNA polymerase Ⅰ과 rRNA 유전자
　2) 번역 (Translation)
　　(1) 번역이란?
　　　① 개시(Initiation of Translation)
　　　② 신장(Elongation)
　　　③ 이동(Termination)
5. 단백질 생산(Protein)
　1) 단백질이란?
　2) 단백질 구조

결론

본문내용

다시 mRNA의 5’ 말단부근에 결합한다. 이어서 리보좀 소단위는 mRNA를 검색하여 개시암호(AUG)를 찾는다. 이것이 완료되면 리보좀 대단위가 결합한다. 많은 수의 ‘개시인자’ 단백질들이 개시과정에 관여하게 된다.
① 개시(Initiation of Translation)
개시 tRNA의 역코돈(anticodon)은 mRNA의 코돈 AUG와 상보적 염기쌍을 이룬다. 따라서 tRNA는 RNA의 염기 암호를 아미노산 암호로 번역해주는 어댑터 역할을 한다. tRNA에 결합한 아미노산은 mRNA의 유전암호에 배정된 것으로 tRNA의 역코돈이 염기쌍으로 결합한다. 이렇게 tRNA는 mRNA로부터 정보를 받아 해당 아미노산을 리보좀으로 운반하게 된다.
② 신장(Elongation)
리보좀은 A와 P 부위에 하나씩의 아미노산을 운반하는 tRNA를 갖게 된다. 일단 개시되면 리보좀은 개시 tRNA와 함께 mRNA와 결합하여 신장단계로 들어가게 된다. 아미노산은 단계적으로 첫 번째 아미노산에 부가된다. 두 번째 코돈에 해당하는 아미노산은 상보적 역코돈을 갖는 tRNA에 의해 리보좀에 위치하게 된다. 상보적 염기쌍이 형성되면 첫 번째 아미노산은 두 번째 아미노산으로 이동되며, 계속해서 두 번째 tRNA에 의해 운반되는 아미노산은 신장되는 폴리펩티드로 이동된다.
③ 이동(Termination)
이때 아미노산 사이에 펩티드 결합이 만들어지는데, 예컨데 메티오닌과 두 번째 아미노산 사이에 펩티드 결합이 형성된 경우, 더 이상 아미노산을 가지고 있지 않은 첫 번째 tRNA는 리보좀으로부터 떨어져 나오고, 리보좀은 정확히 하나의 유전암호만큼 움직이는데 이를 이동(translocation)이라 한다. 이제 새로운 유전암호가 노출되면 이에 해당하는 아미노산을 운반하는 tRNA가 결합하여 펩티드가 신장된다. 결국, 한번에 하나의 아미노산씩 신장된다. 이 과정에 여러 개의 신장인자(elongation factor)들이 관여하는데, 각각은 독특한 개별적인 기능을 수행한다. 이러한 신장은 종결암호(UAA, UAG, 또는 UGA)를 만날 때까지 계속되는데, 종결인자들이 종결암호를 인식하여 펩티드 사슬의 신장을 종결시킨다. 리보좀은 소단위와 대단위로 나누어지고 mRNA와 tRNA도 분리되어, 새로이 합성된 단백질은 세포 내에서 맡은 기능을 수행하게 된다.
간단하게 나타내면 아래와 그림과 같다.
5. 단백질 생산(Protein)
1) 단백질이란?
단백질은 아미노산(amino acid)이라고 하는 비교적 단순한 분자들이 연결되어 만들어진 복잡한 분자로, 대체적으로 분자량이 매우 큰 편이다. 단백질을 이루고 있는 아미노산에는 약 20 종류가 있는데, 이 아미노산들이 화학결합을 통해 서로 연결되어 폴리펩티드(polypeptide)를 만든다. 이때 아미노산들의 결합을 펩티드결합이라 하며, 이러한 펩티드결합이 여러(poly-)개 존재한다는 뜻에서 폴리펩티드라 부른다. 넓은 의미에서 단백질도 폴리펩티드라 할 수 있으며, 일반적으로는 분자량이 비교적 작으면 폴리펩티드라 하고, 분자량이 매우 크면 단백질이라고 한다.
단백질의 영어명인 'protein'은 그리스어의 'proteios(중요한 것)'에서 유래된 것이며 한자 표기인 ‘蛋白質’ 은 독일어 ‘Eiweiβ’를 번역한 것으로 알을 구성하는 흰 부분이라는 의미를 갖는다. 단백질은 생물체의 몸의 구성하는 대표적인 분자이다. 근육을 키우기 위해 근육 운동을 한 후에는 단백질을 충분히 섭취하는 것이 좋은데, 이것은 근육의 주성분이 바로 단백질이기 때문이다. 또 세포 내의 각종 화학반응의 촉매 역할을 담당하는 물질도 단백질이다. 이들을 우리는 효소라고 부르며 현재 2200종 이상의 효소가 알려져 있다. 또 단백질은 면역(免疫)을 담당하는 물질이기도 하다. 단백질은 이처럼 생체를 구성하고 생체내의 반응 및 에너지 대사에 참여하는 매우 중요한 유기물이다. 이 외에 특정한 기능을 가지고 신체 내에서 그 기능이 발현되는 부위에 존재하는가 하면, 알이나 종자 등에 함유되어 있는 단백질과 같이 특별한 기능을 갖지 않는 저장용의 단백질도 존재한다.
2) 단백질 구조
단백질의 구조는 아미노산의 사슬 사이의 여러 비공유결합에 의한 소수성결합, 수소결합, 반데르발스 힘, 정전기적 인력, 이황화(-S-S-)결합에 의하여 입체구조를 형성된다. 또한 이러한 구조로 인하여 각각의 단백질은 고유한 기능을 수행할 수 있는 특징을 지니게 된다. 그러나 온도가 높아지면 단백질의 구조를 유지하는 여러 결합들이 깨어지며, 급격한 pH의 변화는 단백질을 구성하고 있는 분자의 이온 구조의 급격한 변화를 초래하여 단백질이 원래 가지고 있던 특성을 잃어버려 원래의 상태로 돌아가지 못하는 비가역적 현상이 발생한다.
결론
서론에서 왜 DNA<->mRNA->단백질의 과정을 거치는지에 대해서 알아보았고, 본론을 통해 DNA에서 단백질의 합성과정(Replication, transcription, translation)과 DNA, RNA등 여러 세부적인 내용을 자세히 알아보았다.
요약하자면 DNA에서는 replication(복제)가 일어나고, DNA에서 mRNA로 transcription이 일어나는데, 정보를 연결하는 역할로 mRNA가 중요하다. mRNA에서 protein이 일어나는 Translation이 일어난다. 이 과정에서는 rRNA와 tRAN가 사용된다. mRNA와 결합한 리보솜은 개시코돈(AUG)에서부터 tRNA를 선택하여 상보적으로 결합하기 시작한다. 이 때 tRNA 에 의해 운반되어 온 두 아미노산 사이에 펩티드 결합이 일어나면, 먼저온 tRNA는 리보솜을 떠나게 되고(A자리에서 P자리로 이동), 리보솜이 mRNA의 다음 코돈 자리로 옮겨간다. 이런 과정은 정지코돈(UGA, UAG, UAA)을 만날 때까지 계속되어 폴리펩티드 사슬로 신장되어 단백질이 합성된다. 이 과정에서는 하나가 제대로 역할을 하지 못하면 DNA에서 단백질이 만들어질 수 없다. 따라서 과정 하나하나의 기능과 역할이 매우 중요 한 것을 알 수 있다. 그리고 단백질의 합성과정은 모든 과학의 기본과 기초이며, 가장 중요한 내용이라고 할 수 있다.

키워드

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