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데 옥시 리보 핵산 (DNA)은 세포질 지구상의 유전 정보. 가장 작은 박테리아에서 바다의 가장 큰 고래에 이르는 모든 세포 생활은 DNA를 유전 물질로 사용합니다.
노트 : 일부 바이러스는 DNA를 유전 물질로 사용합니다. 그러나 일부 바이러스는 RNA를 대신 사용합니다.
DNA는 뉴클레오티드라고하는 많은 하위 단위로 구성된 핵산 유형입니다. 각각의 뉴클레오티드는 3 개의 부분, 즉 5- 탄소 리보스 당, 포스페이트 기 및 질소 염기를 갖는다. 두 보완 가닥 DNA가 유명한 이중 나선으로 꼬이는 사다리 모양의 형태를 만들 수있는 질소 염기 사이의 수소 결합 덕분에 DNA의 결합이 이루어집니다.
이 구조를 형성 할 수있는 질소 염기 사이의 결합. DNA에는 아데닌 (A), 티민 (T), 시토신 (C) 및 구아닌 (G)의 4 가지 질소 성 염기 옵션이 있습니다. 각 염기는 서로 결합 할 수 있으며 A는 T, C는 G와 결합 할 수 있습니다. 보완적인 기본 페어링 규칙 또는 Chargaffs 규칙.
네 개의 질소 기반
DNA 뉴클레오티드 소 단위체에는 4 가지 질소 성 염기가 있습니다 :
이러한 각 기준은 두 가지 범주로 나눌 수 있습니다. 퓨린베이스 과 피리 미딘 염기.
아데닌과 구아닌은 퓨린베이스. 이것은 그들의 구조가 2 개의 원자를 공유하기 위해 2 개의 원자를 공유하는 질소 함유 5 원자 고리와 연결된 질소 함유 6 원자 고리임을 의미한다.
티민과 시토신은 피리 미딘 염기. 이러한 염기는 단일 질소 함유 6 원자 고리로 구성됩니다.
노트 : RNA는 티민을 우라실 (U)이라고하는 다른 피리 미딘 염기로 대체합니다.
Chargaffs 규칙
상보 적 염기쌍 규칙으로도 알려진 샤 가프 (Chargaffs) 규칙은 DNA 염기 쌍이 항상 티민 (A-T)을 가진 아데닌 및 구아닌 (C-G)을 가진 사이토 신임을 나타낸다. 퓨린은 항상 피리 미딘과 짝을 이룹니다. 그러나 A는 퓨린과 피리 미딘 임에도 불구하고 C와 짝을 이루지 않습니다.
이 규칙은 거의 모든 DNA 분자 내에 구아닌과 시토신뿐만 아니라 동일한 농도의 아데닌과 티민이 있음을 발견 한 과학자 Erwin Chargaff의 이름을 따서 명명되었습니다. 이러한 비율은 유기체마다 다를 수 있지만 실제 A 농도는 항상 T와 동일하며 G 및 C와 동일합니다. 예를 들어 인간의 경우 대략 다음과 같습니다.
이는 A가 T와 쌍을 이루어야하고 C가 G와 쌍을 이루어야한다는 보완 규칙을 지원합니다.
Chargaffs 규칙 설명
그래도 왜 그런가요?
그것은 둘 다와 관련이 있습니다 수소 결합 상보적인 DNA 가닥과 함께 사용 가능한 공간 두 가닥 사이.
먼저, 약 20Å (옹스트롬, 여기서 1 옹스트롬은 10과 같습니다)-10 두 개의 상보적인 DNA 가닥 사이의 미터). 두 개의 퓨린과 두 개의 피리 미딘은 함께 두 가닥 사이의 공간에 들어가기에는 너무 많은 공간을 차지합니다. 이것이 A가 G와 결합 할 수없고 C가 T와 결합 할 수없는 이유입니다.
그러나 왜 어떤 퓨린 결합을 어떤 피리 미딘과 교환 할 수 없습니까? 답은 수소 결합 염기를 연결하고 DNA 분자를 안정화시킵니다.
그 공간에서 수소 결합을 만들 수있는 유일한 쌍은 티민과 아데닌, 구아닌과 사이토 신입니다. A 및 T는 2 개의 수소 결합을 형성하고 C 및 G는 3을 형성한다. 이 수소 결합은 두 가닥을 연결하고 분자를 안정화시켜 사다리 모양의 이중 나선을 형성합니다.
보완 기본 페어링 규칙 사용
이 규칙을 알면 염기쌍 서열만을 기반으로 단일 DNA 가닥에 대한 상보 적 가닥을 알아낼 수 있습니다. 예를 들어, 다음과 같은 하나의 DNA 가닥의 서열을 알고 있다고 가정하십시오.
AAGCTGGTTTTGACGAC
보완적인 기본 페어링 규칙을 사용하면 보완 스트랜드가 다음과 같다고 결론을 내릴 수 있습니다.
TTCGACCAAAACTGCTG
RNA 가닥은 또한 RNA가 티민 대신 우라실을 사용한다는 점을 제외하고는 상보 적입니다. 따라서 첫 번째 DNA 가닥에서 생성되는 mRNA 가닥을 유추 할 수도 있습니다. 다음과 같습니다.
UUCGACCAAAACUGCUG