핵산은 알려진 모든 형태의 생명에 필수적인 작은 생물학적 분자입니다. 다양한 종류의 핵산은 총체적으로 함께 협력하여 유전자 정보를 만들고 인코딩 및 저장하고 그 정보를 기반으로 단백질을 만듭니다. 신체의 핵산의 복합체는 건설 팀과 같습니다. 일부 구성원은 지시를하고 다른 구성원은 재료를 구성합니다.
핵산은 자연적으로 발생하는 두 가지 품종으로 제공됩니다 : DNA 및 RNA . 모든 살아있는 세포는 DNA와 RNA를 모두 함유한다. 각각의 핵산은 유전자 발현에서 특별한 역할을한다. DNA의 분자는 단백질 구축을위한 정보를 암호화하고; 그들은 우리의 건축 비유에서 건물 청사진과 같습니다. RNA 분자는 DNA 에서이 정보를 추출하고 단백질을 물리적으로 조립하는 기능을합니다. RNA는 청사진의 지시에 따라 건물을 모은 노동자와 같습니다.
단백질, mRNA, tRNA, rRNA 및 snRNA를 조립하는 데 다른 역할을하는 4 가지 종류의 RNA가 있습니다. 그래서 모두 함께 5 가지 주요 핵산이 있습니다. 5 가지 종류의 핵산과 그 기능은 다음과 같습니다.
- DNA - 단백질 구축을위한 유전자 정보가 포함되어 있습니다
- mRNA - DNA의 "사본"정보
- rrna - mRNA를 "읽는"리보솜 서브 유닛의 대부분을 형성합니다
- trna - 함께 결합 된 아미노산을 단백질로 운반합니다
- snrna-번역 전에 pre-mRNA를 편집
핵산의 구조
모든 핵산은 공통 핵심 화학 구조를 공유합니다. 모든 핵산은 뉴클레오티드의 선형 중합체이다. 각각의 개별 뉴클레오티드는 질소 염기, 5- 탄소 당 및 포스페이트 그룹으로 구성된다. 각각의 뉴클레오티드의 화학적 동일성은 그의 질소 기초에 의해 결정된다. 유전자 정보는 특정 서열의 뉴클레오티드 염기의 형태로 핵산에 저장됩니다.
뉴클레오티드는 당-포스페이트 골격을 형성하는 당과 포스페이트 그룹 사이의 화학적 결합을 통해 함께 연결됩니다. 포스페이트 그룹은 3 '탄소 및 5'탄소를 통해 당에 결합하여, 이는 핵산에 3 '말단에서 5'말단까지의 방향성을 제공한다.
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DNA와 RNA는 뉴클레오티드에서 당기의 구조가 다릅니다 .— DNA에는 2'- 데 옥시 리보스가 있고 RNA는 리보스 를가집니다.
DNA
DNA (Deoxyribonucleic acid)는 설탕 그룹에서 2'- 데 옥시 리보스를 함유하는 핵산이다. DNA 거대 분자는 두 개의 뉴클레오티드의 사슬에 의해 형성되는 뉴클레오티드 쌍에 의해 중심에 서로 연결된 이중 나선 모양으로 서로 비틀어 지는데, 이는 DNA의 구조를 비틀림 사다리로 생각할 수 있으며, 여기서 설탕 포스페이트 골격이 사다리의 레일을 형성하고 핵형 쌍을 형성한다.
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DNA 분자는 4 가지 종류의 뉴클레오티드, 아데닌 (A) 시토신 (C), 구아닌 (G) 및 티민 (T)을 함유한다. 아데닌과 구아닌은 퓨린으로 분류됩니다 시토신과 티민은 피리 미딘으로 분류됩니다. 뉴클레오티드는 상보적인 염기 쌍 컨쥬 게이션을 통해 결합된다. 각 뉴클레오티드에는 결합을 형성하는 상보적인 쌍이 있습니다. 시토신 및 구아닌은 상보적인 염기 쌍 (C-G)이고 아데닌 및 티민 (A-T)은 보완 적이다. 각각의 뉴클레오티드 결합에 의해 중간에있는 DNA 링크의 이중 가닥은 상보 적 염기와 결합한다. DNA의 특정 기하학적 구조는 왜 뉴클레오티드 염기가 항상 서로 특정한 비율인지 설명합니다. 구체적으로, 아데닌의 양은 타임의 양과 거의 같고 시토신의 양은 구아닌과 거의 같습니다.
DNA에서 피리 미딘과 퓨린의 1 :1 비율이 있다는이 경험적 일반화 , 1940 년대 후반에 처음으로 원칙을 분명히 한 오스트리아 계 미국인 생물 학자 Erwin Chargaff의 이름을 따서 명명되었습니다. Francis Crick &James Watson이 DNA의 3 차원 기하학적 구조를 발견 한 것은 1950 년대가 되어서야 Chargaff의 법칙이 왜 진실인지에 대한 적절한 설명이 있었음을 발견했습니다.
DNA는 주로 단백질을 구성하는 데 사용되는 정보를 저장하는 데 기능합니다. 이 정보는 뉴클레오티드 염기의 서열 형태로 인코딩된다. 단백질의 기본 빌딩 블록 인 아미노산의 특이 적 서열 (A, C, G, T)의 서열. 간단하게 DNA에는 단백질을 만드는 방법에 대한“지침”이 포함되어 있습니다. Cellular Machinery는이 정보를 DNA에서 추출하고 지침에 따라 단백질을 제작합니다.
RNA
다른 주요 핵산은 RNA입니다. RNA (리보 핵산)는 설탕 그룹에 리보스를 함유한다. 전형적으로, RNA는 단일 가닥으로 만 제공되지만, 다수의 RNA 가닥은 분자 복합체를 형성 할 수있다. RNA는 각각의 RNA 분자가 일련의 뉴클레오티드 염기를 함유한다는 점에서 DNA와 화학적으로 유사하다. RNA의 뉴클레오티드 3 개는 DNA, A, C 및 G. RNA와 동일하지만, RNA는 티민 (T)을 포함하지 않고 대신 uracil (u)를 갖는다.
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RNA의 주요 기능은 DNA에서 유전자 정보를 추출하고 단백질을 물리적으로 조립하는 것입니다. RNA 분자는 유전자 발현에서 두 가지 주요 일을한다; 그들은 DNA에서 정보를 "복사"한 다음 해당 정보를 "읽어"단백질을 구축합니다. RNA는 DNA보다 화학적으로 유연성이 있으며, 이는 DNA보다 RNA의 기능적 변이가 더 많은 이유를 설명합니다. RNA의 상이한 하위 유형은 특수화되며 각각은 단백질 구축에서 특정 기능을 수행한다.
mRNA
mRNA (Messenger RNA)는 DNA의 정보를 읽을 수있는 RNA의 하위 유형입니다. DNA에서 RNA로 정보를 복사하는 과정을 전사라고합니다. mRNA는 상보적인 염기 쌍을 통해 DNA로부터 전사된다. 전사 동안, RNA- 폴리 메라 제라는 특수 효소는 전사 될 DNA의 특정 섹션에 결합한다. RNA- 폴리 메라 제는 가닥을“풀어 놓고”중간 아래로 나누어 템플릿 가닥과 코딩 가닥을 만듭니다.
하나의 가닥은 분할이고, RNA- 폴리 메라 제는 주형 가닥에 결합하여 5 '에서 3'말단까지 가닥을 따라 "걷기"시작한다. 그것이 진행됨에 따라, RNA- 폴리 메라 제는 상보적인 염기 쌍을 추가하여 mRNA를 "구축"한다. mRNA 전 사체에는 모든 t베이스가 u베이스로 대체되는 것을 제외하고는 코딩 가닥과 동일한 정보를 포함합니다.
rRNA
mRNA가 전사되면 읽어야합니다. mRNA의 정보에 기초하여 단백질을 구성하는 과정을 번역이라고한다. 리보솜은 번역이 발생하는 세포 복합체이다. 번역 중에, mRNA는 리보솜을 통해 공급되어 단백질을 만들기 위해 일련의 염기 시퀀스를 읽습니다.
리보솜은 주로 단백질 합성에 필요한 특수 형태의 RNA 인 단백질 및 RRNA (리보솜 RNA)로 구성됩니다. rRNA는 40 년대와 60 년대 리보솜 서브 유닛의 본체를 형성하며, 이는 변환 될 때 mRNA에 결합하는 물리적 부위입니다. 인간 DNA에는 rRNA에 대한 코딩 된 약 300-400 개의 유전자가 포함되어 있습니다. RRNA는 이들 특수 유전자의 전사를 통해 합성되며 RNA- 폴리 메라 제 I라는 특수 효소에 의해 유도된다.
.trna
mRNA와 rRNA는 전체 이야기가 아닙니다. TRNA (전이 RNA) 분자는 염기의 mRNA 서열과 완성 된 단백질 사이의 교량 역할을하는 특수 핵산이다. TRNA는 리보솜에 의해 처리되는 동안 단백질을 실제로 조립하는 분자입니다.
mRNA가 리보솜을 통해 공급 될 때, 그 염기는 3의 그룹으로 읽습니다. 각 3 개의 염기 그룹을 코돈이라고합니다. 각 코돈은 특정 아미노산을 지정합니다. 예를 들어, 코돈 'GAC'는 아미노산 글루타민을 지정합니다. 각각의 코돈을 읽을 때, 한쪽 끝 상에 상보 적 안티 코돈을 함유하는 특정 TRNA 분자 및 노출 된 코돈에서 다른 쪽 끝에 지정된 아미노산이 포함된다. 일단 결합되면, mRNA 가닥은 리보솜을 통해 당겨져 다른 tRNA 분자가 결합하는 새로운 코돈을 노출시킨다. 이어서, 2 개의 아미노산은 펩티드 결합에 의해 함께 결합된다. 이 과정은 리보솜이 폴리펩티드 가닥의 끝을 나타내는 특수 코돈을 읽을 때까지 계속됩니다. 정지 코돈을 읽으면 방출 인자가 완성 된 단백질을 리보솜에서 분리합니다.
snrna
SnRNA (작은 핵 RNA)는 진핵 생물에서만 발견되는 특수한 종류의 RNA 분자입니다. snrnas main은 pre-mRNA 전 사체를 편집하기 위해 그것을 기능합니다. 진핵 생물에서, mRNA는 전사 된 후에 즉시 번역 될 수 없다. 먼저 외관 후 수정을 거쳐야합니다. SNRNA는 프리 MRNA 전 사체에 결합하고 RNA 스 플라이 싱 (RNA splicing)이라는 과정에서 인트론이라는 비 코딩 서열의 섹션을 차단합니다. 엑손이라고하는 나머지 서열은 실제로 읽고 단백질로 번역되는 서열입니다.
진핵 생물에서 인트론의 진화 적 기원에 대해서는별로 알려지지 않았지만 일부 기능을 수행합니다. 스 플라이 컬링 된 mRNA 서열은 다른 전사 후 및 번역 후 메커니즘을 돕기 위해 진행되는 마이크로 RNA가 될 수있다. 인트론은 또한 대체 스 플라이 싱을 허용하므로 동일한 뉴클레오티드 세트에서 둘 이상의 제품을 얻을 수 있습니다.
요약하면, DNA와 RNA의 2 가지 주요 핵산이 있습니다. DNA는 단백질을 구성하는 데 사용되는 유전자 정보를 포함하는 반면, RNA의 아형은이 정보를 추출하고 단백질을 구축하는 역할을합니다. RNA, mRNA, RRNA, TRNA 및 SnRNA의 4 가지 주요 종류가 있습니다. 따라서 인체에는 5 가지 주요 핵산이 발견됩니다. DNA, mRNA, rRNA, trna 및 snRNA.
