DNA

DNA(Deoxyribonucleic acid, 디옥시리보핵산)은 핵산의 일종으로, 두 개의 뉴클레오타이드 가닥이 서로 꼬여서 이중나선 구조를 한 고분자복합체를 의미한다. 당과 인산으로 이루어져 있는데, 5말단이라 불리는 결합 시작 부위에 인산기가 있으며, 인산기가 3말단에 붙어서 결합을 형성하며, 1말단에는 디옥시뉴클레오사이드(DNA에 붙은 상태의 핵염기)가 붙어있다. 핵염기에는 A(아데닌), C(사이토신), G(구아닌), T(티민)이 있다.

발견

1869년 스위스의 생물학자인 프리드리히 미셔(Friedrich Miescher)가 처음으로 발견하였다. 이후인 1879년에는 독일의 생리학자인 발터 플레밍(Walther Flemming)이 아닐린 염료를 통한 세포 염색을 통하여 염색질(chromatin)의 존재를 증명하였는데, 이 염색질 형성에 가느다란 실 모양의 분자복합체가 관여한다는 것을 발견하였고, 그것을 염색체라고 하였다. 이후 약 반 세기 동안 염색체 수에 따른 동식물의 생김새 변화를 관측하여 염색체와 유전의 관계가 입증되었고 1928년에는 영국의 생리학자인 프레더릭 그리피스(Frederick Griffith)가 폐렴쌍구균 주입을 통하여 형질변화의 핵심 변수가 DNA라는 것을 증명하였다. 이후에는 자기방사법에 기반한 메셀슨과 스탈의 실험을 통해 반보존적 복제라는 DNA의 복제 방식도 밝혀지게 된다.

1953년 로잘린드 엘시 프랭클린에 의해 DNA의 이중나선 구조가 발견되었으나, 프랭클린이 모르는 사이에 프랭클린의 Photo 51이라 불리는 DNA 구조의 X-ray 사진과 프랭클린이 분석한 데이타를 이용하여[1][2][3] 왓슨과 크릭이 DNA의 이중나선 구조에 대한 논문을 낸다.[4]

기능

DNA는 자기복제를 통하여 수를 증식할 수 있다. DNA에는 유전형질에 관여하는 부위인 엑손(exon)과, 그렇지 않은 부위를 인트론(intron)이라고 하는데, 후자를 ‘쓰레기유전자’라고 칭하며, 전자는 일반적으로 ‘유전자’라고 칭해진다. 그러나 최근의 유전체학 정보에 따르면, 쓰레기유전자라 불렸던 인트론도 또한 발현에 어느 정도 영향을 줄 수 있다는 것이 밝혀지면서, 인트론과, 완전히 관여를 하지 않는 부위를 의미하는 ‘비부호화 DNA’(Noncoding DNA)로 의미가 갈라지게 된다.

DNA는 mRNA를 통하여 유전정보의 단백질화인 발현까지 나아갈 수 있는데, mRNA 형성 과정을 ‘전사’(transcription)라고 한다. RNA 중합효소에 의해 전사가 되어서 mRNA가 형성되면 mRNA의 독자적인 염기서열에 따라 단백질(아미노산)을 생성하는데, mRNA의 염기는 DNA와 달리 티민이 없으며, 대신에 U(유라실)로 채워져 있다. 나머지 A, C, G와 합하여 총 네 가지가 염기를 세 단위로 묶어서 ‘코돈’(codon)이라고 부른다. 코돈의 종류는 총 64가지이지만, 코돈이 달라도 지정하는 아미노산은 같은 경우가 존재하기 때문에 20가지로 나눠진다.

펩타이드결합을 통하여 단백질로 묶어지는 과정을 번역(translation)이라고 한다. 개체가 가진 생김새, 성격, 기타 특성 등도 모두 이 번역으로 인해 생긴 단백질에 따라 형성된 것이라고 보면 된다.