생명의 중심 원리(Central Dogma)

지금까지 DNA의 구조를 살펴보앗는데 유전자란 도대체 어느 곳에 함유되어 있는 것일까? 옛날에는 유전자가 작은 입자이고 염색체 속에서 구슬이 연결관 것과 같은 것으로 상상하엿으나 Watson과 Crick의 DNA구조를 보면 이러한 구슬과 같은 것을 발견할수가 없다.DNA상의 유전자란 실은 DNA 나선 사슬의 한 범위인 것이다.

그렇다면 각 유전자는 DNA상에서 어떻게 특징지어지는 것일까?그것은 하나의 유전자가 범위 내에 있는 뉴클레오티드 배열 순서로서 결정된다,마치 단백질의 특징이 아미노산의 조합으로 이루어진데 비해 DNA는 불과 네 종류의 뉴클레오티드의 조합으로 이루어진 점만이 다를 뿐이다. DNA가 불과 네가지 뉴클레오티드의 조합으로 다양한 유전자의 특색을 나타낼수 있을까하는 의문이 생길지도 모르겟지만 보통 유전자의 크기는 약1000개의 뉴클레오티드로 되어 있으므로 네 염기의 조합을 생각하면 4의1000제곱 종류가 가능하다.4의10제곱만 해도 100만 종류가 넘으므로 가능한 종류 수는 무한하다고 보아도 좋을 것이다.

하나의 유전자가 과연 생물의 형질을 나타내는 단백질 합성을 지배하는가? DNA는 뉴클레오티드가 다수 연결된 긴 사슬 모양의 폴리펩티드이므로 폴리뉴클레오티드의 염기 배열이 폴리펩티드의 아미노산 배열을 결정하는 것이 아닐까라는 생각을 하게 되엇다.

생물체의 단백질을 구성하는 아미노산은 20종류인데 비해 DNA분자는 네 종류의 퓨린 염기와 피리미딘 염기에 불과하므로 네 종류의 뉴틀레오티드가 각각 하나씩 한종류의 아미노산에 대응한다면 네 종류의 아미노산만이 결정될 것이고,두 종류의 염기 조합이 각 아미노산에 대응한다면 4²의 16종류의 아미노산이 결정될 것이지만 20종류의 아미노산 대응에는 부족한 숫자이다.그러나 만일 세 종류의 염기 조합이 각 아미노산에 대응한다면 4³인 64종류의 조합이 가능하므로 20종류의 아미노산 대응에는 충분한 숫자가 된다.

유전자는 어떤 단백질의 아미노산 결합 순서를 지시하는 단위이므로 세포 안에는 유전자가 많아야 한다.가령 세포 안에 1000 종류의 단백질이 있다면 유전자도 최소한 1000개 이상 있어야 한다.그리고 유전자들은 원칙적으로 합께 뭉쳐 있으며 이 유전자의 집단이 염색체인 것이다.유전자를 유전 암호가 적혀 있는 테이프라면 염색체는 그 테이프를 보관하는 문고인 셈이다.

어떤 세포가 어떤 단백질을 만들려고 할 때 유전자가 저장된 염색체에서 그 단백질 합성의 암호가 적혀있는 유전자를 골라내어 그것을 번역기에다 걸치면 되지 않을까라고 생각할수 있을 것이다.그러나 실제로는 그렇게 간단치가 않으며 도서관처럼 생각한다면 유전자는 전부 대출 금지 상태로 되어 있다.마치 도서관에서 귀중한 자료나 여러 분야에 관한 통계 자료를 대출하지 않는 것과 같다고 생각하면 좋을 것이다.

또한 DNA는 두 가닥의 사슬로 구성되어 있고 한 쪽을 양화(陽畵)라고 한다면 또 한쪽은 음화(陰畵)의 관계에 있다.그리고 그 중 한 사슬만이 앞으로 만들 단백질의 아미노산 배열을 결정하는 염기 (ATGC)가 배열되어 있다고 생각하면 된다.그리고 만일 세 개의 염기 배열이 한 종류의 아미노산에 대응한다면 100개의 아미노산으로 된 단백질을 합성하기 위한 유전자는 적어도 300개의 염기가 들어 있어야 할 것이다.

세포 내에서의 단백질 합성은 세포질에 존재하는 리보솜이라고 불리어지는 리보솜 RNA(robosomal RNA,rRNA)를 함유한 작은 입자 상에서 이루어지는데 그렇다면 언급한 바놔 같이 유전 정보가 리보솜으로 전달될 필요가 있을 것이다.위에서 언급한 바와 같이 DNA(원본)은 대풀되지 않으므로 1961년 프랑스의 jacob과 Monod는 그곳에서 복사된 물질(복사판)의 존재 (RNA)를 가정하고 이것을 전령 RNA(messengerRNA,mRNA)라고 명명하였다.그리고 같은 해 미국에서 mRNA의 존재가 확인되엇다.

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그 예로 이물질에 대해 항체를 만들수 있으며 사람의 경우 약 100만 종류의 항체를 만들수 있다고 한다.어떻게 하여 이렇게 많은 종류의 항체를 만들수 있겟는가? 하는 문제가 최근까지의 큰 수수께끼였는데 그것이 유전공학적 기법을 이용하여 점차로 밝혀져 가고 있다(제8장).최근까지 아무것도 몰랏던 생체 내에서의 유전자 재결합이 자연적으로 이루어지고 있다는 것도 알게 되엇다.이것이 항체를 만드는 특수한 세포에서만 일어나고 있는 현상인지 또는 세포가 분화되어 가는 경우 일반적으로 일어나고 있는 현상인지는 지금부터 해결해야 할 문제이지만 유전자가 상상외로 질적 변화를 하고 있을 가능성을 시사하고 있다.

제4장중 5번째 생명의 중심 원리 부분 끝....인데

오늘 강의들은 부분입니다.

심심해서 타자연습 할 겸 그냥 책을 베껴 써 놧는데..

이 많은 내용을

교수님께서 단 한줄로 일축하시더군요.

생명의 중심원리
DNA(복제)-(전사,transcription)->mRNA-(tRNA에 의한 번역,trancection)->단백질

...결국 생명현상이라는 건

"고기(단백질)를 만드는 것"

인가....