[생화학개론]Introduction to DNA(Deoxyribonucleic acid) 6부






단백질 합성(유전암호의 번역)


mRNA의 염기서열에 담겨진 유전정보는 리보솜 안에서 아미노산 서열로 번역되어 단백질 합성을 시작한다. 단백질 합성의 시작은 아미노산과 이를 운반하는 운반 RNA(transfer RNA/tRNA)와의 결합이다. 20종류의 아미노산은 각기 특이 아미노아실-tRNA 합성요소(aminoacyl tRNA synthetase：아미노산 활성화효소라고도 함)에 의해 ATP로부터 에너지를 얻어 tRNA와 결합하여 아미노아실-tRNA 복합체를 형성하며, 리보솜에서 합성되는 폴리펩티드에 아미노산을 넘겨줄 수 있는 활성화 상태가 된다.

그림 11 Cells contain over 40 species of tRNA



tRNA는 3개의 염기로 구성되는 안티코돈(anticodon)을 지니고 있으며, 이 안티코돈과 mRNA상의 3개의 상보적염기(codon)가 결합한다. 아미노아실-tRNA의 안티코돈과 mRNA의 코돈과의 결합은 리보솜 안에서 이루어지며, tRNA가 운반해온 아미노산과 합성되고 있는 폴리펩티드 사이에 펩티드결합이 이루어지게 된다. 또한 합성되는 폴리펩티드의 맨 처음 아미노산은 항상 메티오닌이다. 따라서 mRNA 5'말단의 메티오닌을 암호화하는 코돈은 5'AUG3'이며 이에 결합하는 tRNA상의 안티코돈은 3'UAC5'가 된다.

그림 12 Aminoacyl-tRNA synthetases



중심 원리


앞에서 말한 바와 같이 DNA로부터 전사와 번역까지의 진행방향은 다음과 같이 나타낼 수 있다. 즉, DNA → RNA → 단백질. 유전정보의 단계적 전사와 번역과정이 밝혀진 초기에는 이와 같은 유전정보의 진행이 거의 절대적인 것으로 받아들여졌다. 반대로 말하면, 중심원리(Central dogma)란 '단백질 안에는 유전암호가 보존되어 있지 않으며, 단백질에서 RNA가 만들어지고, RNA로부터 DNA가 만들어지는 역방향으로는 진행되지 않는다'는 정설이다.


그러나 이와 같은 중심원리는 RNA도 DNA를 만들 수 있으며 DNA에는 전사되지 않는 부위가 있다고 하는 사실 등 다음의 2가지 경우가 밝혀지면서 일부의 수정이 필요하게 되었다. 

① 레트로바이러스라 하는 몇몇 종류의 바이러스는 DNA 대신 RNA를 유전물질로 갖고 있으며, 숙주를 감염하였을 때 역전사효소(reverse transcriptase)를 만들어내어 자신의 유전물질인 RNA로부터 DNA를 합성하여 숙주의 DNA로 끼어들어간다.

그림 13 Central Dogma


② DNA에는 RNA로 전사가 이루어지지 않는 비전사 부위가 있다. 진핵세포의 경우에는 전체 DNA에서 이러한 비전사 부위가 상당 부분 존재하며, 세균과 같은 원핵세포의 경우는 거의 없다.





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