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대부분의 사람들이“DNA”라는 용어를 들으면 자동으로 고전적인 이중 나선을 그립니다. 유전 물질의 거대한 나선형을 구성하는 구성 요소를 상상하면 종종 조금 더 복잡해집니다. 다행히도 염기쌍의 기능을 이해하고 심지어 DNA 샘플에서 각 염기의 백분율을 계산하는 것도 실제로 간단합니다.
TL; DR (너무 길고 읽지 않음)
DNA 샘플에는 아데닌과 티민, 구아닌 및 시토신이라는 한 가지 방식으로 만 쌍을 이루는 4 개의 염기가 있습니다. 표본의 총 100 %입니다. Chargaffs 규칙에 따르면 염기쌍의 각 염기에 대한 농도는 항상 짝과 같으므로 아데닌의 농도는 티민의 농도와 같습니다. 이 정보와 간단한 수학을 사용하면 다른 염기의 백분율을 아는 경우 샘플에서 아데닌의 백분율을 찾을 수 있습니다.
DNA 염기쌍
DNA 이중 나선에는 두 가닥의 유전 물질이 함께 꼬여있어 세포의 핵 안에 들어갑니다. 이 나선의 구조는 4 개의 염기가 서로 짝을 이루고 결합하는 방식에서 비롯됩니다. 이 4 가지 염기는 아데닌, 구아닌, 티민 및 시토신입니다.
화학 구조면에서 아데닌과 구아닌은 퓨린이고 티민과 사이토 신은 피리 미딘입니다. 이러한 화학적 차이는 염기 사이의 안정적인 수소 결합이 항상 같은 방식으로 짝을 이루도록합니다 : 아데닌과 티민, 구아닌과 사이토 신.
어윈 샤르 가프의 관찰
과학자들은 항상 DNA의 기능을 알지 못했습니다. 사실, 1944 년 DNA는 세포가 유전 물질에서 영감을 받았다는 추측과 논쟁을 불러 일으킨다. 그럼에도 불구하고 일부 과학자들은 Erwin Chargaff를 포함하여 본격적으로 DNA를 연구하기 시작했습니다. 1950 년 Chargaff는 분리 될 때 퓨린 (아데닌과 구아닌)이 피리 미딘 (티민과 시토신)과 항상 1 : 1의 비율로 존재한다는 것을 알아 냈습니다. 이 발견은 과학적 정착물이되었습니다 : 샤 가프의 규칙.
Chargaff의 규칙 적용
Chargaffs 규칙은 모든 샘플에서 아데닌의 농도가 항상 쌍 티민의 농도와 같고 구아닌과 시토신의 농도도 동일하다는 것을 의미합니다. DNA 샘플에서 아데닌의 백분율을 계산해야하는 경우 Chargaff의 규칙을 사용하여 문제를 해결할 수 있습니다. 예를 들어, DNA 샘플이 20 % 티민이라는 것을 알고 있다면, 이들이 짝을 이루기 때문에 20 % 아데닌이라는 것도 자동으로 알게됩니다.
구아닌 또는 시토신의 백분율이 주어지면 아데닌의 백분율을 계산할 수도 있습니다. DNA에 염기가 4 개 밖에 없다는 것을 알고 있기 때문에 4 개의 염기가 모두 샘플의 100 %와 같아야합니다. 샘플이 20 % 구아닌이라는 정보가 주어지면 구아닌과 사이토 신이 서로 쌍을 이루기 때문에 20 % 사이토 신이라고 추측 할 수 있습니다. 전체 샘플의 40 %입니다. 100 %에서 40 %를 빼고 샘플의 60 %가 아데닌과 티민이어야 함을 결정할 수 있습니다. 이 두 염기는 항상 같은 농도로 존재하기 때문에 DNA 샘플은 30 % 아데닌이라는 것을 알고 있습니다.
DNA의 생화학과 관련된 개념은 때때로 매우 복잡해 보입니다. Chargaff 덕분에 DNA 샘플에 존재하는 염기의 백분율을 계산하는 것은 단순한 수학 문제에 지나지 않습니다.