핵산(Nucleic Acid)의 구조 - 분자와 세포

생물학에서는 DNA와 RNA라는 핵산을 매우 중요하게 여깁니다. 특히 DNA는 생명의 핵심이며 유전자를 포함하고 있기에 매우 중요한 부분입니다. 그렇다면 DNA를 포함한 핵산은 어떤 구조를 가지고 있을까요?

 

핵산의 구조

 

 

핵산의 구조(Nucleic Acid)

 

 

DNA 분자

 

DNA 분자는 두 개의 대단히 긴 중합체가 수소결합에 의하여 결합되어 있으며 코일 구조를 이루므로(위의 그림 참조) 이중다선이라고 불리기도 합니다. 이들 두 중합체는 뉴클레오티드(nucleotide)라는 소단위쳬간에 공유결합이 생겨서 이루어진 긴 쇄상의 분자입니다.

 

 

뉴클레오티드

 

각 뉴클레오티드는 세 부분으로 이루어져 있습니다. 인산기, 5탄당, 질소염기가 그것들입니다. 질소염기는 질소와 탄소를 포함한 한 개 또는 두 개의 환으로 이루어졌고, 어떤 환은 질소와 탄소로 이루어진 곁가지를 갖기도 합니다. DNA 전체 분자를 통하여 인산기와 당 분자는 동일하지만 질소염기는 다릅니다. DNA의 경우 4가지의 다른 질소염기가 있는데，아데닌(adenine), 구아닌(guanine), 티민(thymine), 시토신(cytosine)이 그것들입니다. 이들 염기의 분자 구조는 다음 기회에 자세히 다루기로 하고, 여기에서는 우선 질소염기의 독특한 배열이 이미 언급한 바 있는 화학정보(유전암호)를 구성한다는 점을 기억해 둡시다. 뉴클레오티드 3개를 하나의 그룹으로 읽은 후 이것을 폴리펩티드의 각 위치에 배치할 20개 아미노산의 부호(signal)로 씁니다. 물론 이 부호의 해독은 DNA 정보를 따라서 전사된 RNA 분자를 읽음으로써 가능합니다. 많은 사람들의 입에 오르내리는 유전자란 기본적으로 단백질의 종류를 결정해 주는 DNA 분자상의 뉴클레오티드의 배열이라고 말할 수 있습니다.

 

 

RNA

 

RNA는 뉴클레오티드로 이루어진 한 개의 중합쳬이며 DNA와 같이 나선구조를 이루지 않습니다. 어떤 RNA는 질소염기들 간에 수소결합을 이루어 RNA 가닥의 두 부분이 가까이 위치하기도 합니다. RNA는 아데닌, 우라실(uracile), 구아닌, 시토신 등 4개의 질소염기를 갖습니다. 티민 대신에 들어간 우라실을 제외하고 염기만으로 보면 RNA는 DNA와 대단히 비슷하나 RNA의 5탄당은 DNA의 5탄당과 다릅니다.

 

 

RNA의 전사

 

RNA는 전사(transcrpton)라 불리는 과정을 거쳐 DNA로부터 형성됩니다. 전사과정에서 DNA의 나선구조가 부분적으로 풀려 두 가닥의 핵산이 분리됨에 따라 DNA상의 정보가 RNA 뉴클레오티드로 옮겨집니다. 이와 같은 방법으로 DNA에 포함된 단백질을 결정해 주는 정보가 RNA로 복제되는 것입니다. 한 번의 전사에서 몇 개의 유전자 혹은 한 개의 유전자만 전사되며 각 DNA 분자에는 수천 개의 유전자가 존재하므로, 대개 RNA는 DNA에 비하여 훨씬 짧은 것이 보통입니다. 단백질 합성에는 몇 가지 RNA가 관여하게 됩니다.