[생화학개론]Introduction to DNA(Deoxyribonucleic acid) 7부






유전암호의 번역


4개의 염기가 어떻게 20가지 종류의 아미노산의 암호가 되는가 하는 문제는 대단히 중요하다. 만일 1개의 염기가 1개의 아미노산 암호가 된다면 단지 4개의 아미노산만이 결정될 것이다. 만일 2개의 염기가 1개의 아미노산의 암호가 된다면 16개의 조합이 가능하지만, 아미노산의 종류가 20가지이기 때문에 불충분한 수가 된다. 

3개의 염기 조합은 64가지의 암호화 코드를 가능하게 하며, 20가지 아미노산 암호화에 필요한 최소수보다 많게 된다. 3개의 글자로 구성된 암호, 즉 트리플렛(triplet)은 다음과 같은 3가지 방법으로 이루어질 수 있다. ① 글자의 앞뒤가 서로 중첩된다. ② 글자가 중첩됨이 없이 3개씩 끊어진다. ③ 글자가 중첩 및 끊어짐이 없이 트리플렛을 이룬다. 그러나 ①과 ②의 경우는 생체에서 불가능한 경우이며, ③의 경우처럼 mRNA의 특정염기부터 3개의 염기가 트리플렛을 이루어 하나의 아미노산을 암호화한다. 


예컨대, mRNA 내의 트리플렛 UUU는 페닐알라닌의 암호가 되며, DNA 내에서는 AAA에 해당한다. AAA와 CCC는 리신과 프롤린의 유전암호가 된다. 단백질사슬에서 아미노산을 결정하는 트리플렛 유전암호는 다음 표와 같다.

표 The genetic Code



표에서 보는 바와 같이, 4가지의 염기가 3글자의 조합으로 트리플렛을 형성하여 64개의 유전암호를 형성하며 20가지 아미노산을 결정한다. 또한 메티오닌과 트립토판만 1개의 유전암호를 가질 뿐 2～6종류의 트리플렛이 하나의 아미노산을 결정하는 유전암호가 되는데, 이를 '유전암호의 퇴보'(genetic code degeneracy)라 한다. 

페닐알라닌은 2종류의 유전암호를, 세린은 6종류의 유전암호를 가진다. 메티오닌의 트리플렛 AUG는 단백질 합성의 개시신호가 되어 mRNA에서 첫번째 유전암호가 되며, UAA·UGA·UAG 3개의 트리플렛은 단백질 합성의 종말신호로 작용한다. 다시 말하면 mRNA에서 단백질 합성의 개시는 AUG 트리플렛에서 시작하여 UAA, UGA 또는 UAG의 트리플렛에서 끝나게 된다.


 

유전암호의 돌연변이


세포의 DNA는 유사분열및 감수분열이 일어나기 전에 정확히 복제되어야 한다. 그러나 다세포생물의 일생 동안 일어나는 엄청난 횟수의 세포분열과 유전자 구조의 복잡성 등을 감안한다면 복제과정에서의 실책은 얼마든지 일어날 수 있다. 복제과정 중 생긴 DNA상의 실책은 직접적으로 유전암호의 돌연변이를 일으키게 된다. 

그림 14 DNA의 손상



많은 종류의 돌연변이들은 그 원인이 분명하지 않은데, 이러한 돌연변이를 자연발생적 돌연변이라 한다. 자외선이나 X선 등과 같은 이온화방사선, 독극성 화학물질, 바이러스 등이 돌연변이의 원인이 되기도 한다.








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