DNA의 의미는 무엇인가?
DNA
데옥시리보 핵산(-核酸, D</b>eoxyribo<b>N</b>ucleic A</b>cid, DNA, 디옥시리보핵산?)는 핵산의 일종이며, 주로 세포의 핵 안에서 생물의 유전 정보를 저장하는 물질이다. DNA의 주 기능은 장기간에 걸친 정보저장이다. 결합되어 있는 핵염기에 의해 구분되는 네 종류의 뉴클레오타이드가 중합되어 이중 나선 구조를 이룬다.
리보자임
리보자임의 RNA 부분, 또는 RNA로만 구성된 리보자임은 유전적인 분자로서도 기능한다. 원래 RNA는 정보 분자로서 기능하지만 촉매의 역할이 발견됨으로써 진화와의 연결고리를 주장하는 학자들도 있다. 즉, 정보분자와 촉매 두가지 기능을 갖는 RNA는 최초의 거대 생체분자중의 하나이고 진화 초기 단계에서 주된 역할을 하였을 것이라는 예상이다. 이러한 가설은 생명의 기원에 관한 RNA 세계 가설로 알려져 있다.생명체에 대한 정보를 갖는 것은 핵산인 DNA이다. 생명체가 출현하기 전 지구에서의 생명의 기원에 대한 물음은 다음과 같은 역설에 직면한다. 생명체의 기본이 되는 단백질을 만드려면 DNA나 RNA와같은 핵산이 필요하다. 그러나 이 핵산이 합성되려면 화학반응을 촉매하는 특이적인 효소, 즉 단백질이 필요할 것이다. 이것은 마치 닭과 달걀중 어느것이 먼저이냐 하는 문제와 같다.
이 상황에서 촉매 기능과 정보를 가진 유전 물질의 기능을 모두 가진 리보자임과 같은 RNA가 최초의 물질이었을 가능성이 제기된다. 이러한 상황에 대해 RNA 세계라고 처음 부른 것은 1986년 미국의 생화학자 월터 길버트이다. 또한 단백질이 먼저 출현했다는 가설, 단백질세계와 RNA 세계가 각각 원시수프이후 존재하다가 합쳐졌다는 가설도 제기된다. 요하네서 페테르 뮐러의 원시지구 모의실험 이후 진행된 많은 화학진화의 모의실험, 운석 중의 유기물의 분석, 혜성이나 우주공간에 있어서의 유기물의 관측 등으로서 무생물적 조건 하에서 생명의 구성물질이 합성된다는 것은 명백해지고 있다. 이러한 가설들은 모두 가능성이 존재함과 동시에 현재까지 많은 문제점도 함께 지적된다. DNA 클로닝
분자생물학자들은 특정 유전자를 연구하는 과정에서 여러 가지 문제점에 직면하게 된다. 그 문제점을 보면 자연적으로 발견된 DNA 분자들은 매우 길고, 많은 유전자들을 가지고 있다. 또한 염색체에서 유전자는 염색체 DNA의 일부분만을 차지하고 있으며, 그 나머지는 비암호화 염기서열이다. 예를 들면, 인간 유전자 한 개는 하나의 염색체에서 단지 1/1000000만을 차지하고 있을 뿐만 아니라, 유전자와 그 주변 비암호화 DNA 염기서열 간의 구별 또한 어렵다. 따라서 과학자들은 특정 유전자를 분리해서 연구하기 위하여 동일한 DNA를 대량으로 만들 수 있는 방법을 개발하였는데 그것이 DNA 클로닝(DNA cloning)이다.
DNA를 클로닝하기 위한 방법들은 공통된 특징을 가지고 있는데, 그중 하나의 공통된 특징은 박테리아를 이용하는 것이다. 유전자나 DNA 절편을 클로닝하기 위해서, 먼저 플라스미드를 박테리아에서 분리한 후 외부의 DNA를 플라스미드에 집어넣는다. 그 결과 플라스미드는 이제 재조합 DNA가 된다. 재조합 플라스미드를 다시 박테리아 세포에 넣어주면 재조합 박테리아가 된다. 그러면 세포분열을 통해서 유전적으로 동일한 클론(유전적 복제품)을 복제하게 되고, 유전자를 대량으로 복제할 수 있게 되는데, 이것을 유전자 클로닝(gene cloning)이라고 한다. DNA 클로닝
DNA 클로닝(DNA Cloning)은 유전 공학의 기법 중 하나이다. 조작한 DNA를 세포에 도입하고 복제하는 과정을 거쳐, 무수히 많은 DNA 사본을 얻어내는 기법이다. 물질대사
핵산인 DNA와 RNA는 뉴클레오타이드의 중합체이다. 각 뉴클레오타이드는 인산기와 리보스 당, 질소 염기로 이루어진다. 핵산은 유전 정보를 저장하는데 사용되며, 전사와 번역 과정을 통해서 유전 정보를 발현시키는 데에 필수적인 요소이다.[8] 유전 정보는 DNA 수선 기작이 있어 보호되고, DNA 복제를 통해 분자 수를 증가시킨다. 바이러스는 HIV처럼 RNA 유전체를 가지면서 역전사를 통하여 바이러스 RNA 유전체로부터 DNA를 만드는 경우도 있다.[15] 스플라이소좀이나 리보솜과 같은 리보자임에 있는 RNA는 화학 반응을 촉매하는 효소로 작용한다. 각각의 뉴클레오사이드는 핵염기에 리보스 당이 결합해서 만들어진다. 염기는 질소를 포함한 고리 구조로, 퓨린과 피리미딘으로 나뉜다. 뉴클레오타이드는 또한 대사에서 작용기 전이 반응에 참여하는 조효소로 작용하기도 한다.[16] 디지털 신경망 체계
디지털 신경망 체계()는 지구 곳곳에서 일어나고 있는 모든 정보를 컴퓨터를 통해 신속하게 입수할 수 있는 체계를 이른다. 줄여서 DNS라고도 부른다.  유전자
1944년 오즈월드 에이버리, 콜린 먼로 매클라우드, 매클라인 매카시는 DNA에 유전자 정보가 있음을 밝혀냈다. 그리피스가 관찰한 형질변환은 바로 이 DNA의 이동 때문에 일어난 것이다.[14] 1953년 제임스 D. 왓슨과 프랜시스 크릭이 DNA의 구조를 밝혀내었다. 이로써 하나의 효소를 지정하는 하나의 유전자는 사실상 DNA의 염기서열에 의한 것이라는 것이 밝혀졌다. 즉, DNA의 염기서열이 RNA에 의해 전사되고 리보솜에 전달되면 그로부터 지정된 아미노산 서열의 결합이 이루어져 효소와 같은 단백질이 만들어지게 되는 것이다.[15] 유전학의 역사
실험적인 연구와 함께 수학자들은 집단유전학의 통계적 틀을 개발하여 유전학적 설명을 진화 연구에 도입하였다. 1928년에 프레더릭 그리피스는 폐렴균의 형질전환 실험을 하였고, 1944년에 오즈월드 에이버리는 그리피스의 실험을 훨씬 더 정교하게 설계하여 유전물질이 DNA라는 것을 증명하였지만, 단백질이 유전물질일 것이라는 당시 학계의 강한 믿음 때문에 이 실험 결과는 받아들여지지 않았다. 1952년에 앨프리드 허시와 마사 체이스는 박테리오파지를 이용한 허시와 체이스의 실험을 통해 DNA가 유전물질이라는 것을 증명하였고, 학계에서도 이를 받아들였다. 라엘리안 무브먼트
우주인 엘로힘이 전해준 메시지는 인류의 과학적 기원과 미래에 대한 정보로서 인간을 비롯한 지구상의 모든 생명체는 우주인 엘로힘이 DNA 합성을 통하여 실험실에서 과학적으로 창조하였고, 성경속에 신(GOD)은 히브리어 원어로 엘로힘이다. 사요나라의 의미
DVD 역전사
역전사(逆轉寫, Reverse transcription)은 RNA의 유전정보가 역전사효소에의해 DNA로 전달되는 과정이다. 이러한 과정은 역전사효소를 가지고 있는 레트로바이러스에서 볼 수 있으며 역전사를 통해 합성된 DNA는 cDNA라고 부른다. 유전 공학에서 이를 이용하는 사례로는 역전사-PCR(RT-PCR)이나 마이크로어레이법등을 들 수 있다. 이와는 반대로 DNA의 유전정보가 RNA로 전달되는 과정은 전사라고 부른다. 유전자 발현
유전자는 "게놈 서열의 특정한 위치에 있는 구간으로서 유전형질의 단위가 되는 것"으로 정의된다. 게놈 서열 안에서 유전자는 DNA 서열의 일부분을 이루며 조절 구간, 전사 구간, 기타 기능이 부여된 구간 등으로 구성된다. 즉, 유전자는 뉴클레오타이드의 순열로 이해될 수 있다. 유전자에 있는 유전 정보는 전령 RNA에 의해 전사되어 코돈 단위의 정보를 형성한다. 전령 RNA는 자유롭게 존재하는 운반 RNA와 결합하여 아미노산 서열을 이루며 리보솜으로 운반되어 아미노산 사슬을 만들어 단백질이 된다. 유전학
염색체는 DNA와 단백질이 엉켜 있는 구조다. 유전과 관련한 물질이 염색체에 있다는 것을 발견한 이후에도 과학자들은 정확히 염색체의 어떤 성분이 유전에 관여하는지 밝혀내지 못하고 있었다. 1928년 그리피스는 그리피스 실험을 통해 박테리아의 형질전환을 발견하였다. 그의 실험은 유독한 폐렴쌍구균(S형)에 열을 가하여 파괴하면 독성이 사라지지만, 무해한 폐렴쌍구균(R형)에 이미 열처리하여 독성이 사라진 S형 균을 넣자 모두 독성을 지니게 되는 것을 관찰하였다. 그리피스는 S형 균의 어떤 성분이 R형에 영향을 주어 형질전환이 일어났다는 것을 알았으나 무엇이 그러한 변환을 일으키는지는 밝혀내지 못했다. 1944년 에이버리는 그리피스의 실험을 훨씬 정교하게 통제하여 열처리한 S형 균을 탄수화물, 단백질, DNA로 구분하여 R형 균에 투입하였고, 그 결과 DNA가 형질변환의 원인임을 밝혀내었다. 1952년 허시와 체이스는 박테리오파지를 이용한 허시-체이스 실험을 통해 DNA가 유전물질임을 밝혔다.허시는 이 실험의 공로로 1969년 노벨 생리학·의학상을 수상하였다. 염색질
염색질()은 DNA, 단백질, RNA로 구성된 거대분자 복합체이다. 염색질의 일차적인 기능은 DNA 포장()을 통하여 부피를 줄이고, 거대분자인 DNA가 유사분열 하도록 하고, DNA 손상을 막고, 유전자 발현과 DNA 복제를 통제하는 것이다. 염색질을 이루는 주요 단백질은 DNA를 압축하는 히스톤이다. 진핵세포(핵이 있는 세포)에만 염색질이 존재하고, 원핵세포는 다른 방법으로 DNA를 조직한다. 진핵세포의 염색질에 해당하는 원핵세포의 것은 핵양체 영역에 존재하며 지노포어()라 한다. 다윈상
다윈상(Darwin Award)은 미국의 기자 웬디 노스컷이 인간의 어리석음과 멍청함을 알리기 위해 제정한 상으로 자신의 번식 능력을 스스로 포기함으로써 더 이상 어리석은 DNA풀의 확산을 막는데 공헌한 사람들에게 주는 상으로 이른바 어처구니 없는 죽음을 당한 사람들이나 생식 능력을 잃은 사람에게 주어지는 상이다. 유전 부호
유전자 발현에서 새로운 단백질의 형성은 DNA에서 전사된 전령 RNA의 형성과 함께 시작된다. DNA 사슬을 구성하는 특정한 염기 서열이 전사를 지시하는데 전사가 필요하지 않은 경우에는 억제자 효소가 부착되어 있어 전사를 막는다. 특정한 단백질의 생산이 필요하다는 신호를 받으면 억제자는 DNA 사슬에서 떨어져 나가고 RNA 중합효소에 의해 전사가 시작된다. RNA 중합효소는 전사 시작 지점에 있는 프로모터의 염기서열에 의해 전사의 방향과 전사할 DNA 사슬을 선택하고 오퍼레이터에 결합되어 DNA 사슬을 풀어낸 후 전사를 시작된다. RNA 중합효소는 주형이 되는 DNA 사슬과 상보적인 리보뉴클레오타이드를 이용하여 전령 RNA를 만든다. 이렇게 만들어진 전령 RNA의 염기서열은 세개씩 짝을 이뤄 코돈을 형성한다. 한편 RNA 중합효소는 전사 종결을 지시하는 DNA 염기서열을 만나면 전사를 중단하고 DNA에서 떨어져 나간다. 유전형
인간의 게놈은 약 30억 쌍(60억 bp)의 염기 서열로 이루어져 있다. 인간의 세포 하나에 들어있는 DNA의 길이는 2m에 이른다. 전형적인 바이러스의 게놈은 10,000개의 염기서열로 이루어져 있으며 대장균의 게놈은 4백 50만개의 염기서열로 이루어져 있다. 그러나 일반적으로 보다 복잡하다고 알려진 생물이 더 큰 게놈을 갖는 것은 아니다. 백합의 DNA 크기는 인간의 18배에 이른다. 이와 같이 아주 간단한 구조를 갖는 생물에서 조차 유전형질은 매우 다양한 대립형질로 이루어져 있다. 재조합 DNA
재조합 DNA는 유전공학에 의해 인위적으로 재조합된 DNA이다. 흔히 유전자 변형 또는 유전자 조작이라고 불리는 재조합 DNA 기술은 특정한 유전형질을 갖는 유전자를 삽입하거나 제거하는 조작을 통해 새로운 재조합 DNA를 만드는 과정이다. 전사 (생물학)
원핵생물에서의 전사란, RNA 중합효소가 DNA에 붙으면서 시작된다. 이 효소는 DNA를 주형으로하여 상보적인 RNA 분자를 합성하기 때문에 DNA-의존성 RNA 중합효소(DNA-dependent RNA ploymerase)라고 부른다. 일반적으로 대장균은 약 7000개의 RNA 중합효소를 가지고 있으며 이 효소는 주형의 염기서열과 정확하게 상보적인 뉴클레오타이드를 선택하여 결합시킬 수 있을 뿐만 아니라, 전사할 유전자가 어디에 있는지도 찾아낼 수있다.  사요나라의 의미
DVD 비부호화 DNA
1960년대의 조사 결과로 인해 상당수의 비부호화 DNA가 단백질을 합성하는 데에 관여하지 않거나 유기체에서 생물학적인 기능을 하지 못하는 등 유전자로 작용하지 않는 것으로 밝혀졌으며, 이러한 비부호화 DNA는 쓰레기 DNA(Junk DNA)라는 용어로 지칭되기도 한다. DNA 중합효소
< DNA 중합효소의 구조 > 
잘 알려 진 DNA 중합효소는 매우 미세한 구조를 가지고 있는데, 이것은 그들의 전체적인 촉매를 도와주는 개체들이 그들의 도메인 구조와는 무관하게 아주 작은 종에서 종으로 별로 차이가 없다는 것을 의미한다. 보호된 구조들은 보통 중요한 것을 나타내는 기능을 하는데, 그것은 그것이 진화적인 이점을 제공하는 것을 제공한다.
이 형상은 엄지 손가락, 손가락, 그리고 손바닥과 같은 오른손을 닮은 것으로 묘사될 수 있다.
phosphoryl 도메인은 phosphoryl 전송 반응에 있는 Transfergroup(전송 지연)하위 작업 그룹의 Transfer(전송)하위 작업으로 나타납니다.
효소가 활성화될 때, DNA는 결합됩니다. 이러한 반응은 two-metal-ion 메커니즘에 의해 무효화된 것으로 여겨진다.
finger 도메인은 템플릿 베이스를 템플릿 베이스와 결합하여 합쳐집니다.. thumb 도메인은 processivity, 재전송 및 위치 결정에 있어서 전위적 역할을 수행합니다 유전학의 역사
이 후 일련의 발견으로 유전물질은 DNA(디옥시리보핵산)로 이루어져 있다는 사실을 알게 되었다. 1941년에 조지 웰스 비들과 에드워드 로리 테이텀은 유전자 돌연변이가 대사 경로의 특정 단계에서 이상을 일으킨다는 것을 보여주었다. 이것은 특정 유전자가 특정 단백질을 암호화하는 1유전자 1효소설을 이끌어냈다. 오즈월드 에이버리, 콜린 먼로 매클라우드(Colin Munro MacLeod, 맥클린 맥카티(Maclyn McCarty)는 1944년에 DNA가 유전정보를 가지고 있음을 보여주었다. 1952년에 로절린드 프랭클린과 레이먼드 고슬링(Raymond Gosling)은 나선 형태를 시사하는 선명한 X선 회절 패턴을 만들었고, 1953년에 제임스 D. 왓슨과 프랜시스 크릭은 DNA의 분자 구조를 밝혀냈다. 이러한 발견들은 DNA의 유전정보가 RNA로 전사되고, 이 RNA의 정보를 토대로 단백질로 번역된다는 것을 나타내는 분자생물학의 중심 원리를 확립시켰다. 이 후에 중심 원리에는 레트로바이러스의 역전사와 같은 예외가 있는 것으로 밝혀졌다. 프라이머
프라이머(primer)는 DNA 합성의 기시점이 되는 짧은 유전자 서열으로 PCR진단, DNA sequencing 등에 이용할 목적으로 합성된 것이다.
DNA 복제에 프라이머가 필요한 이유는 과정을 촉매하는 효소인 DNA중합효소가 이미 존재하는 유전자 가닥에 새로운 뉴클레오타이드를 붙이는 역할만 할 수 있기 때문이다. DNA중합효소는 프라이머의 3'end에서 시작하여 반대편 가닥을 복제한다. DNA 메틸화
DNA 메틸화는 일반적인 유기체적 진화와 세포적 변이를 위해 결정적 부분이다. DNA 메틸화는 안정적으로 세포에서 유전자 표현형을 변화 시킨다. 그래서 세포는 "그들이 어디에 원래 있었는지 기억하는 것" 또는 유전자 표현형을 감소시키는 것을 할 수 있게 된다. 예를 들면, 태아가 발현하는 동안 이자섬(pancreatic islets)으로 남도록 프로그램된 세포들은 유기체의 일생 동안 그들이 이자섬으로 남아 있도록 지속적인 신호를 보내지 않더라도 이자섬으로 남아있는다. DNA 메틸화는 일반적으로 접합자(zygote, 쉽게 말해서, 사람으로 치면 정자와 난자가 합쳐진 형태) 생성 과정에서 사라지고, 발현 과정에서 차후의 세포 분화를 통해서 다시 생성된다. 하지만, 가장 최신의 연구는 접합자에서 메틸 그룹이 사라지는 것보다는 수산기화(hydroxylation)가 되는 것을 보인다. 몇몇 유전자 표현형을 제어하는 메틸화 변화들은 유전될 수 있고 후성 유전적 제어라고 불린다. 생물학
부모에서 자식으로 유전되는 생물학적 특징을 유전형질이라 한다. 모든 생물의 유전형질은 유전자 단위로 유전된다. 유전자는 염색체를 이루는 DNA 사슬의 일정 구간을 이루는 염기 서열이다. 박테리아에서부터 동물에 이르기까지 모든 생물의 유전형질은 같은 방식으로 전달된다. 세포핵에 있는 DNA는 코돈이라 불리는 염기 서열에 따라 어떤 단백질을 형성할 것인지를 지정한다. RNA에 의해 전사되어 나온 DNA의 코돈은 리보솜으로 전달되며 리보솜은 이 코돈을 번역하여 단백질을 생성한다. 생물의 종류과 관계 없이 같은 염기서열을 갖는 DNA는 같은 단백질을 만들게 된다. 예를 들어 사람의 인슐린을 만드는 DNA는 다른 생물에 이식되어 배양되어도 같은 인슐린을 만들게 된다. 유전
생물의 유전 정보가 담겨 있는 것은 DNA이다. 원핵생물은 별도의 세포핵이 없어 세포질에 DNA가 부유하나, 진핵생물은 세포핵 내의 염색체에 DNA가 있다. 바이러스의 경우에는 RNA가 DNA의 역할을 대신하기도 한다. 전령 RNA
전령 RNA (영어: messenger RNA, mRNA)는 RNA 분자가 화학적으로 암호화된 단백질을 생산하는데 있어서 '설계도'와 같은 역할을 한다. mRNA는 DNA 원형으로부터 전사되고, 유전정보에 암호(코돈)를 부여하여 단백질 합성이 일어나는 장소인 리보솜으로 운반해준다. 이 핵산 중합체는 단백질 중합체 내부의 아미노산을 번역한다. DNA와 같이 mRNA에서, 유전 정보가 뉴클레오타이드의 배열을 결정하는데 있어 코돈의 정렬이 각각 세가지의 염기(화학)로 구성되어 있다. 종결 코돈을 제외(종결 코돈은 염기서열이 UAA, UAG, UGA로 다른 코돈들과 달리, 특정한 아미노산을 암호화 하지않아 단백질 합성이 종결될 수 있다.)한 각각의 코돈이 특정한 아미노산을 암호화하고, 단백질 합성을 끝마친다. 이러한 과정은 두 종류의 RNA가 필요하다. 진화
유전자의 관점에서 보면, 진화란 한 생물 종의 집단이 공유하고 있는 유전자 풀을 세대에서 세대로 물려주는 동안 그 안의 대립형질의 발현 빈도가 변화되는 것을 뜻한다. 집단은 같은 생물 종 안에서 개별적인 그룹을 이루고 있다. 위에서 예를 든 나방의 경우, 대립형질인 색(흰색-검은색)의 발현 비율을 생각할 수 있다. 어느 숲에 있는 나방 집단이 처음에는 흰색이 많고 검은색이 적었다가 환경의 변화와 같은 이유로 검은색 나방의 발현이 점점 더 커져 어느 순간 대부분의 나방이 검은색이 되었다고 한다면 이 집단의 유전자 풀이 변화되었다고 할 수 있다. 진화는 이와 같은 유전자 풀 변화의 결과이다. 크리스퍼
이 가이드 RNA는 DNA의 이중 나선을 절단하는 효소, 즉 제한효소라고 불리는 캐스9과 하나의 복합체를 형성한다.
유전자를 조작하고 싶은 부분에 이 효소를 넣으면 목표한 DNA 서열을 찾아내 캐스9가 DNA를 절단하게 된다.
세포는 DNA가 절단되었을 때, 복구하고자 하는 기능을 가지고 있다. 따라서, 원래 서열로 복구가 되면
또 다시 크리스퍼 캐스9가 작동하여 이를 절단하게 된다. 
이 과정이 계속 반복적되는 중에 "복구 오류"가 나타나고 원래의 서열과 몇개의 염기에서 차이를 보이게 된다.
변화가 나타나면 크리스퍼는 작동을 멈추고, 복구 오류로 변화된 서열은 원래의 기능은 발휘하지 못하게 된다.
이런 식으로 절단하고자 하는 유전자를 정확하게 찾아내, 파괴(녹아웃)하는 것이 가능해진다. 핵산
핵산은 스위스의 생물학자 프리드리히 미셔가 1869년에 환자의 고름으로부터 처음으로 발견하였다. 뉴클레오타이드로 구성된 생명체의 유전 물질로, 가장 잘 알려진 핵산으로 DNA와 RNA가 있다. DNA를 구성하는 5탄당은 디옥시리보스이며, RNA를 구성하는 5탄당은 리보스이다. DNA를 구성하는 염기에는 아데닌, 티민, 구아닌, 사이토신이 있으며, RNA는 티민 대신에 우라실을 가지고 있다. DNA의 경우 N-H와 O-C 사이의 수소 결합으로 인해 안정된 이중 나선 구조를 하고 있다. 세포 핵
세포 핵(細胞核, Cell nucleus)은 모든 진핵생물에서 발견할 수 있는 세포 내의 세포 기관 중 하나로, 히스톤 단백질과 같이 염색체를 구성하는 다양한 단백질 복합체로 된 긴 선형의 DNA로 된 유전자중 대부분의 정보를 담고 있다. 핵은 유전자가 변형되지 않게 유지하고 유전자 발현을 조절함으로써 세포의 활성을 조절하는 역할을 하며 세포 분열과 유전에 관여한다. 공 모양이거나 타원 모양인 경우가 많다. 크기는 지름이 수μ에서 20~30μ 정도가 보통이다. 전자 현미경에 의한 관찰에서 핵은 안팎 2층으로 이루어진 핵막으로 둘러싸여 있고, 여기에 핵공이라는 다수의 구멍이 있는 것으로 알려져 있다. 대부분의 분자들은 핵막을 통과할 수 없고 작은 분자들이나 이온은 핵공을 통해 이동한다. 단백질과 같은 큰 분자들의 경우 운반체 단백질에 의해 조절되는 능동수송으로 이동한다. 또, 핵막의 바깥쪽 막은 그 일부가 세포질 쪽으로 튀어나와 소포체의 막과 연결되어 있어서, 핵과 소포체를 잇는 구조로서 주목되고 있다. 중합효소 연쇄 반응
중합효소 연쇄 반응()은 DNA의 원하는 부분을 복제·증폭시키는 분자생물학적인 기술이다. 이 기술은 사람의 게놈과 같은 매우 복잡하며 양이 지극히 미량인 DNA 용액에서 연구자가 원하는 특정 DNA 단편만을 선택적으로 증폭시킬 수 있다. 또한 증폭에 필요한 시간이 2시간 정도로 짧으며, 실험 과정이 단순하고, 전자동 기계로 증폭할 수 있기 때문에, PCR과 여기서 파생한 여러가지 기술은 분자생물학, 의료, 범죄 수사, 생물의 분류 등 DNA를 취급하는 작업 전반에서 지극히 중요한 역할을 담당하고 있다.
1984년에 캐리 멀리스가 특정 DNA 서열을 증폭하기 위한 방법을 고안하여 중합효소 연쇄 반응(Polymerase Chain Reaction)이라고 불렀다. 1985년에 중합효소를 클레나우 중합효소(Klenow polymerase)로 사용하는 PCR이 처음 공식적으로 발표됐다. 클레나우 중합효소는 열에 약했기 때문에 매 주기마다 효소를 새로 넣어 주어야 했고 생성물의 최대 길이는 400bp에 불과했다. 1988년에 DNA 중합효소로 "Thermophilus aquaticus"라는 미생물(극 호열균)의 DNA 중합효소인 Taq를 사용한 논문이 발행되었다. 열에 강한 이 중합효소는 PCR의 효율을 월등히 끌어올렸다.
PCR에는 일련의 세 개의 단계가 있고 30~40회 정도 반복된다. PCR의 첫 번째 단계는 DNA를 변성(Denaturation)시키는 것이다. 두 가닥의 DNA는 가열함으로써 분리시킬 수 있다. 분리된 각각의 DNA는 주형(Template)으로서 역할을 하게 된다. 변성 온도는 DNA 내에 있는 G+C의 양과 DNA의 길이에 따라 달라진다. PCR의 두 번째 단계는 결합(Annealing)이다. 이 단계에서는 프라이머(Primer)들이 주형 DNA에 결합을 하게 된다. 결합(Annealing) 온도는 반응의 정확성을 결정하는 중요한 요소인데 만약 온도를 너무 높게 하면 프라이머가 주형 DNA에 너무 약하게 결합되어서 증폭된 DNA의 산물이 매우 적어진다. 또 만약 온도를 너무 낮게 하면 프라이머가 비특이적으로 결합하기 때문에 원하지 않는 DNA가 증폭될 수 있다. PCR의 세 번째 단계는 신장(Elongation)단계이다. 이 단계에서 열에 강한 DNA 중합효소가 주형 DNA에서 새로운 DNA를 만들게 된다.
PCR은 DNA, RNA수준의 PCR로 나뉠 수 있다. 보통 유전자를 얻는 실험을 할 경우, 그 유전자의 전체를 보려는 것이 아닌 유전자 안에서의 특정 유전자를 관찰하는 것이 목적이다. 하지만 DNA를 바로 PCR하게 되면 특정 유전자를 얻기 힘들고 진핵 생물의 경우, 인트론(Intron; 비발현부위)이 같이 나오는 등 여러 가지 문제점이 있다. 그것을 해결하기 위해 특정 유전자에 프라이머를 붙인 다음, PCR을 DNA수준이 아닌 RNA수준에서 하는 역전사-PCR(RT(Reverse Transcriptase)-PCR)이 있다. 요즘에는 반응의 결과를 극대화하기 위해 Taq 중합효소 뿐만 아니라 여러 회사들에서 독자적으로 개발한 복합효소를 사용하기도 한다. 유전자 발현
유전자 발현(遺傳子發現, : gene expression)은 DNA를 구성하는 유전 정보, 즉 유전자에 의해 생물을 구성하는 다양한 단백질이 형성되는 과정이다. 반보존적 복제
반보존적 복제(半保存的 複製, : semiconservative replication)는 1953년 제임스 왓슨(J. D. Watson)과 프랜시스 크릭(F. H. C. Crick)에 의하여 제창된 DNA 복제 모델로 DNA의 두 가닥이 풀려서 각 가닥을 주형으로 상보적인 가닥이 합성되고, 복제 후의 DNA에서 한 가닥은 주형 가닥, 나머지 한 가닥은 새로 합성된 가닥을 형성하는 DNA 복제 방식을 말한다. 이외에도 DNA 복제에 대해 보존적 복제(conservative replication), 분산적 복제(dispersive replication) 가설이 제기되었으나, 1958년 메셀슨(Matthew Meselson)과 스탈(Franklin Stahl)에 의해 DNA의 복제가 반보존적 복제 방식으로 복제된다는 것이 실험적으로 증명되었다. 그들은 무거운 동위원소로 DNA를 표지하고 여러 세대를 거치면서 DNA의 변화를 CsCl 등밀도원심법(CsCl density gradient ultracentifugation)을 이용하여 추적분석하였다. NHCl을 유일한 질소원으로 가지고 있는 배양액에 여러 세대를 거친 대장균의 DNA와 대장균을 NHCl이 과량 첨가된 배지로 옮겨 분열한 대장균의 DNA를 분리한 후 원심분리하여 시험관에서의 DNA 위치를 관찰하는 실험을 하였다. 0세대인 NH에서 배양한 대장균 DNA는 1.724g/ml(heavy DNA)의 위치에서 띠를 형성하였으며, 4세대의 대장균 DNA는 1.710g/ml(light DNA)의 위치를 나타내었다. 단 1세대의 대장균 DNA는 1.717g/ml의 단일 위치에서 띠를 형성하였으며, 이는 N과 N을 같은 양으로 포함하고있는 DNA를 의미하는 것이다. 그리고, 2세대를 거친 대장균 DNA는 1.717g/ml과 1.710g/ml의 밀도 위치에서 동일양의 띠를 나타내었다. 이러한 결과는 DNA 복제가 반보존적 복제 방식으로 복제된다는 것을 증명하는 것이다. DNA 중합효소
RNA primer 에서부터 3'말단에 뉴클레오시드를 붙여 DNA 합성을 한다. DNA 복제에서 주된 역할을 하는 효소이다. 지구의 역사
리보자임이라 불리는 RNA 분자가 스스로의 증식과 단백질의 합성을 촉매할 수 있다는 사실은 초기 생명체가 RNA로 이루어졌다는 가설을 낳았다. 이로써 수많은 자가증식과 돌연변이, 유전자 이동이 이뤄졌던 RNA 세계가 만들어졌을 것이다. RNA는 이후 더 안정하고 더 큰 분자를 만들 수 있어 생명체의 다양성을 확보할 수 있는 DNA로 대체되었다. 리보자임은 세포 내의 “단백질 공장”인 리보솜의 주요 구성 성분으로 아직 남아있다. DNA
핵산 뉴클레오타이드 DNA 수선 RNA 오카자키 절편 PCR 게놈 유전자 DNA 중합효소 염색체 감수 분열 DNA 수선
DNA 수선()은 세포가 그 자신의 유전체를 암호화하는 DNA 분자의 손상을 인지하고 교정하는 과정 전반을 가리킨다. 인체 세포에서는, 체내 활동과 자외선이나 방사선과 같은 환경적 요인 모두 DNA의 손상을 일으키며, 이와 같은 이유로 하나의 세포에서 하루에만 100만 개에 달하는 손상이 야기된다. DNA 분자에 대한 이와 같은 (대규모의) 손상은 손상을 입은 DNA가 암호화하는 유전자를 전사하는 세포의 능력을 변형시킬 위험이 있다. DNA에 가해진 손상은 이 외에도 세포의 유전체에 잠재적으로 해로운 돌연변이를 일으키며 결과적으로 세포가 유사 분열()을 거친 후 딸세포의 생존에 좋지 않은 영향을 일으킬 위험이 있다. 정상적인 수선 기작과 세포 자살() 모두 실패하게 되면, 양가닥절단()과 DNA 교차결합()의 생성을 포괄하는, 수선 불가능한 DNA 손상으로 이어지게 된다. RNA
핵염기는 수소결합에 의해 서로 짝을 이루어 결합할 수 있다. 아데닌은 우라실(DNA의 경우 티민)과 구아닌은 시토신과 상보적인 짝을 이룬다.[1] RNA는 DNA와 달리 1개의 폴리뉴클레오타이드로 이루어진 단일 가닥이며, 자체적으로 상보적 염기쌍을 형성해 접힘으로써 고유의 입체 구조를 가질 수 있다. RNA에 존재하는 리보스의 2'탄소에 결합된 하이드록시기는 당-인산 골격의 인산이에스터 결합을 분해하는데 관여하므로 RNA는 DNA보다 빠르게 가수 분해되어 덜 안정하다. 미토콘드리아 DNA
미토콘드리아 DNA(mtDNA 혹은 mDNA) 는 세포소기관인 미토콘드리아에 존재하는 DNA이다. 미토콘드리아 DNA는 진핵세포에 있는 DNA 중 극히 일부를 차지한다. 대부분의 DNA는 핵 내에 존재하며, 식물의 경우에는 핵과 엽록체에 존재한다. 과학적 방법
1950년 DNA가 유전 물질이며, 유전 정보를 전달한다는 것이 발견되었다. 그러나, 유전자와 같은 유전 정보가 어떤 방식으로 DNA에 담겨 있는 지와 같은 것은 밝혀내지 못하였다. 윌리엄 로런스 브래그가 소장으로 재직하고 있던 케임브리지 대학교 연구소에서는 X선의 회절을 이용한 사진 촬영들 통해 여러 가지 분자의 구조를 밝혀내고 있었다. 이 연구소에서는 소금의 결정과 같은 단순한 것에서 부터 보다 복잡한 분자 구조까지 연구 범위를 넓혀 나갔다. 많은 연구원들이 노력한 결과, DNA에 대한 X선 회절 사진을 촬영할 수 있었다. 이렇게 촬영된 사진 51은 이후 DNA의 구조에 대한 가설을 세우는 결정적 근거로 사용되었다. 이기적 유전자
리처드 도킨스는 우리가 알고 있는 외형과 체내 기관이 매우 다양한 동식물들의 기본적 화학 조성이 다소 균일하다고 말하며, 이들 모두가 DNA라는 분자를 위한 생존기계라고 말한다. 이를 바탕으로 이 장에서는 DNA의 구성 단위와 복제에 대한 것, 유성생식은 유전자를 섞는 방법이라는 것, 자연 선택의 단위는 유전자라는 것, 그리고 이를 바탕으로 한 노화 이론을 소개한다 DNA 중합효소
DNA에서 오류가 난(상보적이지 않은) 특정 염기서열을 원래대로 맞게 수선한다. RNA
리보핵산(R</b>ibo<b data-parsoid='{"dsr":[50,57,3,3]}'>N</b>ucleic A</b>cid, RNA) 은 오탄당의 일종인 리보스를 기반으로 뉴클레오타이드를 이루는 핵산의 한 종류이다. 하나의 나선이 길게 꼬여 있는 구조를 지니며 DNA의 일부가 전사되어 만들어진다. RNA는 단백질을 합성하는 과정에 작용하며 일부 바이러스는 DNA 대신 RNA를 유전물질로 갖기도 한다. 핵염기로 DNA와 달리 티민 대신 우라실을 갖는다.[1] 최근 RNA 스스로 효소와 같은 기능을 가질 수도 있음이 발견되었다. 이것을 리보자임(ribozyme)이라 한다. 게놈
유전자는 DNA(디옥시리보 핵산)가 담당하고 있다. DNA란 인산이나 당뿐 아니라, A(아데닌), T(티아민), G(구아닌), C(사이토신)의 염기로 이루어져 있는 이중 나선형의 물질이다. 이러한 네 가지 염기 배열에 의해서 유전 정보가 암호화되고 있다. 유전학
현대 유전학의 핵심 개념은 유전자이다. 유전자는 전체 게놈 서열 가운데 DNA의 일정 구간을 이루는 염기서열의 배열이다. DNA는 뉴클레오타이드들이 이중 나선의 형태로 결합되어 있는 것으로 DNA 복제를 통하여 유전형질을 다음 세대로 전달한다. 또한 세포에서 DNA의 역할은 단백질을 형성하여 생물이 생장하고 활동할 수 있도록 하는 것이다. DNA에서 전사된 전령 RNA의 코돈은 각각 하나의 아미노산과 대응하며, 이렇게 전사된 RNA에 의해 결합된 아미노산에 의해 단백질이 형성된다. 단백질은 효소, 근육, 세포질 등 생물을 이루고 있는 가장 중요한 요소이다. 합성생물학
특히 미국 스탠퍼드대 드루 엔디(Drew Endy)의 연구는 유전자의 대량을 가능하게 만든 토대를 마련했다. 엔디는 생명체를 DNA라는 정보를 지닌 유전자 회로로 구성된 하나의 컴퓨터 또는 기계라고 파악한다. 이 생명정보인 DNA를 컴퓨터에서 조작해 가상 생명체를 만들고, 그 결과를 실제 생명체에 적용함으로써 다양한 응용가능성을 제시하였다. 엔디는 유전체를 변형하는 전체 과정을 DNA, 부품(Parts), 설비(Device), 시스템(Systems) 등 4단계로 구분해 개념적 위계를 제시했다. 여기서 DNA는 유전물질, 부품은 DNA결합단백질 같이 기본적인 생물학적 기능을 수행하는 장치, 설비는 인간이 요구하는 기능을 수행하도록 부품들이 다양하게 조합된 장치, 그리고 시스템은 다양한 설비의 조합물을 의미한다. 엔디는 설비와 시스템 수준에서 스위치를 비롯한 작동환경을 구현해 자체적으로 하나의 독립 기능을 수행하는 표준부품을 만들어내고 이를 바이오브릭(Biobricks)이라고 칭했다. 엔디가 설립한 바이오브릭재단(BioBricks Foundation)의 홈페이지에는 1500개 이상의 바이오브릭이 등록돼 있으며 누구나 무료로 사용할 수 있다. 엔디는 연구자들이 구조와 기능이 명확한 각 바이오브릭을 조합해 컴퓨터에서 작동 여부를 시뮬레이션한 후 이를 실제로 대장균이나 효모 등 미생물에 직접 넣어 결과를 확인하도록 독려하고 있다. 2005년 엔디는 코돈 디바이스라는 생명공학 벤처회사를 설립했는데, 이 회사는 원하는 생명체를 설계하는데 필요한 다양한 기본 부품을 제조하는 바이오팹(biofab)을 지향하고 있다. [4] NC 다이노스
NC 다이노스의 메인 엠블럼은 '마린블루'색 배경에 금색 원에 CHANGWON과 BASEBALL CLUB이 위, 아래로 중간에 NC DINOS라는 글자가 새겨져있다.
NC 다이노스의 '야구문화의 새로운 비전을 제시하는 강하고 젊은 구단'의 의미와 '대한민국 프로야구의 명문구단으로 자리매김'하고자 하는 의지를 다이노스(공룡)의 로고타입과 상징 컬러에 담았다. 메인 컬러인 '마린블루'는 창원의 푸른 남해 바다를 상징하며, 남해가 가진 생명력과 대양을 향한 꿈을 담고자 했으며, 동시에 승리를 향한 도전 정신과 무한한 가능성을 상징한다. 또한 서브컬러인 '골드'는 야구에 대한 새로운 가치 창조를 의미한다. 즉 '자신감 넘치고 즐거운 야구로 정통을 이어가는' NC 다이노스의 정체성을 반영한 것이다. 제임스 D. 왓슨
인간게놈지도가 완성됨으로써 암과 심장병 같은 복잡한 유전병에 대해 얻게 될 생물학적 통찰력은 물론 의학적 혜택 또한 엄청나다. 이는 각종 인간 질병의 예방과 치료 등 의학 분야에 혁명을 가져올 것이다. 또한 인간의 생명현상을 이해하는 기초가 될 위대한 업적으로 평가된다. 이로써 의학과 건강, 인류의 복지에서 혁명적 진전이 가능할 것이다. 이미 반세기 전 DNA 이중나선 구조의 발견으로 생명현상의 신비를 규명하는 데 가장 강력한 불씨를 지핀 주인공의 하나인 왓슨은, 약 반세기가 지난 지금, 다시 인류복리를 위한 응용을 목적으로 HGP라는 거대한 도전에도 뛰어들었다. DNA 수선
알려진 DNA 손상의 대부분은 이중 나선의 1차 구조()에 영향을 주며, 이는 DNA를 구성하는 염기 자체에 화학적인 변형()이 가해짐을 의미한다. 이와 같은 변형으로 인해 기존의 이중 나선 구조에 들어맞지 않는 비정상적인 화학 결합 또는 많은 부피를 차지하는 부가적인 물질()이 도입되며 결과적으로 분자 전체의 나선 구조가 변화될 수 있다. 단백질이나 RNA와 같이 DNA가 3차 구조()를 이루는 것은 아니기 때문에 국부적인 손상으로 인해 입체적인 구조가 뒤틀려버리는 등의 문제가 생기는 것은 아니지만, DNA의 경우 진핵생물의 DNA를 감싸는 단백질인 히스톤이라든지 DNA 초나선( - cccDNA는 보통 뒤틀림의 힘을 받아서 이중나선의 긴 축이 3차원 공간에서 반복적으로 스스로 교차하게 된다.) 구조는 DNA 손상의 직접적인 영향을 받게 된다. 전사 (생물학)
전사(傳寫 또는 轉寫, 영어: transcription)는 DNA에 적혀 있는 유전정보를 mRNA로 옮기는 과정이다. RNA 중합효소가 이 과정을 맡는다. 기본적으로는 DNA 복제과정 중 한쪽 부분과 유사하나, 전사 과정에서는 한쪽 가닥만을 정보로 삼아 옮겨적고 RNA가 합성된 이후 DNA는 원상복구된다. 자연과학
입자물리학의 발달은 기본입자의 발견을 가져 왔으며 양자 역학의 성과와 결합하여 표준 모형을 수립하게 되었다. 표준모형에서는 물질 사이에 존재하는 힘을 전자기력, 약력, 강력, 중력으로 정리하였으며, 20세기 후반부터 이들 힘들을 하나로 통합하여 설명하려는 대통일이론에 대한 연구가 진행되고 있다. 20세기 말 스티븐 호킹은 그 동안의 이론물리학 연구성과를 바탕으로 현대 우주론을 종합하였다.1953년 제임스 D. 왓슨과 프랜시스 크릭은 X선 회절로 DNA의 구조를 밝혔다. 이들이 밝힌 DNA의 구조는 두 개의 뉴클레오타이드 사슬이 이중 나선의 형태로 꼬여 있는 모습이었다. DNA의 이러한 구조는 뉴클레오타이드의 서열이 유전과 밀접한 관련이 있다는 것과 DNA의 복제가 유전형질의 전달과 관련이 있다는 것을 암시하는 것이었다. 왓슨과 크릭은 이 공로로 1962년 노벨 생리학·의학상을 수상하였다. 클로닝 벡터
클로닝 백터()는 바이러스, 플라스미드 또는 고등생물의 세포에서 얻어진 작은 DNA이다. 이것은 숙주 내에서 안정적으로 유지될 수 있으며, 외부 DNA 조각을 삽입하려는 용도를 가지고 있다. 그러므로 벡터와 외부 DNA 를 제한효소 또는 ligase를 처리할 때, 벡터는 DNA를 쉽게 삽입하거나 제거할 수 있는 특징을 가져야한다. 히스톤
히스톤은 DNA 가닥이 감기는 실패와 같은 역할을 한다. 이는 진핵생물의 거대한 유전자가 세포 핵으로 들어가기 위해 필수적인 응축을 할 수 있도록 한다. 응축이 종결된 분자는 500000배나 짧아진다. 바이오마커
바이오마커는 일반적으로 단백질이나 DNA, RNA(리복핵산), 대사물질 등을 이용해 몸 안의 변화를 알아낼 수 있는 지표를 의미한다. 이러한 용어는 유기체의 존재를 알려주는 물질을 가리키는데도 사용된다. 게다가 생물의 형태는 특정 위치에 그들의 존재를 알려주는 지표 역할을 하는DNA를 포함한 특별한 화학물질을 보관해 놓는 곳으로 알려져있다.  DNA 나노기술
DNA 나노기술에서는 우리가 일반적으로 DNA를 생명활동에서 유전적 정보를 전달하는 전달자로서의 역할이 아닌 하나의 물리적 재료서 사용한다. 특기 DNA 나노기술에서는 DNA가 가지고 있는 주요 특성인 분자인식(molecular recognition)과 핵산의 특징을 이용하여 새로운 물질을 만드는데 목표를 둔다. 좁은 의미에서 DNA를 다루지만 넓게는 이와 동일한 원리를 이용하여 RNA나 PNA를 다루어 핵산 나노기술(nucleic acid nanotechnology)라고 불리기도 한다. 돌연변이
돌연변이(突然變異, )란 유전정보가 기록된 DNA분자가 여러가지 요인 (예: 전자기파, 방사선, 화학물질, 외부/내부 유전자 등)에 의하여 원본과 달라지는 것을 말한다. 돌연변이가 일어나면 그 유전자에 의해 생산되는 단백질에 변화가 생기고, 이는 유전형질의 변화를 불러오게 된다. 이러한 돌연변이의 축적은 유전자 집단 안에 다양한 유전적 변이를 축적시키게 되며, 이렇게 만들어진 유전적 변이는 자연선택에 의해 진화의 가능성을 주게 된다. DNA
1944년 오즈월드 에이버리(Oswald Avery)및 동료들은 실험을 통해 DNA가 유전 정보를 보관하는 물질일 것으로 추정했으며, 이들의 이러한 추측은 1952년 알프레드 허시(Alfred Hershey)와 마사 체이스(Martha Chase)의 허시-체이스 실험으로 확정되었다.[2][3] DNA의 이중나선 구조는 제임스 왓슨과 프랜시스 크릭이 1953년 네이처지에 실은 논문에서 처음으로 밝혔다. 미토콘드리아 DNA
핵 DNA와 미토콘드리아 DNA는 진화적으로 서로 다른 기원을 가지고 있는 것으로 알려져 있다. 미토콘드리아 DNA는 오늘날 진핵세포의 초기 조상에게 잡아먹힌() 박테리아의 원형 DNA에서 유래했을 것으로 추정된다. 이 이론은 세포내 공생설이라고 한다. 각 미토콘드리아는 약 2-10개의 미토콘드리아 DNA 복사본을 가지고 있다. 현존하는 세포의 미토콘드리아 단백질은 거의 대부분이 핵 DNA에 암호화되어 있으며, 이들 핵 DNA는 박테리아에서 기원하여 진화하는 동안 진핵생물의 핵으로 옮겨갔을 것으로 추정된다.포유류의 경우 미토콘드리아 단백질 1500여 종류가 핵 DNA에 암호화되어 있다. 크리스퍼
가이드 RNA는 문자 그대로 DNA 중에 어떤 부분을 절단할 것인지 안내하는 가이드 역할을 한다.
이때 가이드에는 RNA의 기능이 어느 정도 사용된다. 
DNA는 주로 핵에 정보를 저장하는 역할을 하고 RNA는 그 정보를 변환하는 역할을 한다. 
이 역활 덕에 RNA는 DNA의 서열에 상보적 결합이 가능하다.크 리스퍼는 이러한 RNA의 특성을 활용해,
RNA의 염기서열에 자신과 정확하게 결합하는 DNA 서열을 찾아 결합하는 것이다. 분자생물학
PCR이라고 흔히 불리는 중합효소 연쇄 반응은 DNA를 복제할 때 매우 요긴하게 쓰이는 기법이다. 이 기술은 사람의 게놈과 같은 매우 복잡하며 양이 지극히 미량인 DNA 용액에서 연구자가 원하는 특정 DNA 단편만을 선택적으로 증폭시킬 수 있다. 또한 증폭에 필요한 시간이 2시간 정도로 짧으며, 실험 과정이 단순하고, 전자동 기계로 증폭할 수 있기 때문에, PCR과 여기서 파생한 여러가지 기술은 분자생물학, 의료, 범죄 수사, 생물의 분류 등 DNA를 취급하는 작업 전반에서 지극히 중요한 역할을 담당하고 있다. DNA 컴퓨팅
DNA 컴퓨팅(DNA computing)은 전통적으로 쓰여 왔던 실리콘 기반의 컴퓨터 기술을 사용하지 않고 DNA, 생화학, 분자생물학을 사용하는 컴퓨터 처리의 한 형태이다. 제임스 D. 왓슨
엄청난 양의 DNA가 간단한 세포 안에 채워져 있는데, 만일 인간의 염색체 46개에 있는 DNA 염기를 A,C,T,G로 표기하면 32억 개의 문자가 차지하는 분량은 500쪽 책 4,000권에 해당된다. 세포는 DNA를 실패에 감듯이 히스톤 단백질을 이용하여 체계화 시킨다. 진핵세포에서 하나의 염색체를 형성하기 위하여, 146개의 염기쌍이 8개의 히스톤(histone) 단백질로 이루어진 구조물 주위를 두 번 휘감아 1개의 뉴클레오솜(nucleosome)을 형성한다. 뉴클레오솜의 지름은 10nm 이다. 연속적인 DNA는 실에 꿰인 구슬처럼 뉴클레오솜을 연결하고, 이것이 다시 접혀 지름 30nm의 구조물을 형성한다. 이러한 DNA 응축 방법은 분열하는 세포에서 고도로 응축된 중기 염색체를 만든다. 분열하지 는 세포는 DNA 응축 정도를 달리하면서 필요한 부분에 효소가 접근할 수 있도록 허용한다. DNA가 부분 부분이 풀리면서 RNA로 전사된다. 전사를 하기 위하여 DNA가 히스톤에서 떨어져 나오거나 단단히 감겨있어도 DNA 본래의 구조와 염기 서열은 그대로 유지된다. 마찬가지로, 세균과 고세균의 DNA도 단백질과 함께 응축되어 있다. 라이너스 폴링
단백질에 대해 많은 것을 밝혀낸 폴링이었지만 여전히 생명의 비밀은 해결하지 못하였다. 1952년 허쉬와 체이스의 실험 결과로 유전자는 DNA로 구성되어있다는 결론이 나오고 나자 폴링은 DNA 연구에 관심을 쏟기 시작하였다. 그는 DNA의 구조를 연구한 끝에 DNA는 삼중나선 구조라고 제안하였고, 1952년 DNA의 구조에 관한 논문을 발표하였다. 물론 그의 모델은 기본적인 실수가 있었다. 폴링은 DNA의 염기를 중심으로부터 바깥쪽에 배치시켰고 인산기를 안쪽에 배치시켜 서로 결합한다고 주장하는 오류를 범하고 말았다. 폴링이 DNA의 구조의 분자적 모델에 대해 연구하고 있다는 소식이 캐번디시 연구소에 전해졌을 때, 왓슨과 크릭은 DNA의 분자적 모델을 연구하고 있었다. 그들은 킹스 칼리지의 모리스 윌킨스와 로잘린드 프랭클린가 아직 출판하지 않은 데이터에서 도움을 얻었는데 그들의 데이터는 나선과 그 축을 따라 평면의 염기가 있음을 밝히는 데에 결정적인 증거를 제시하였다. 1953년 초, 제임스 왓슨과 프랜시스 크릭은 올바른 구조로서 DNA 이중 나선을 제안하였다. 사실 왓슨과 크릭도 DNA는 삼중나선 구조를 띠고 있다고 생각하였지만 그들의 생각에 대해 로잘린드 프랭클린은 그들이 건넨 모형을 찢어버렸다. 그 모델의 문제점으로 음전하를 가진 인산기들이 DNA 분자 중심에 위치할 뿐만 아니라 분자가 너무 촘촘하다고 지적하였다. 그러면서 그녀는 왓슨과 크릭에게 자신이 찍어낸 DNA의 X선 회절사진을 제시하였고 이 때문에 왓슨과 크릭은 바른 길로 걸어나갈 수 있었다. 하지만 폴링은 밀도 데이터를 잘못 해석하였고 좋은 품질의 X-ray 회절 사진을 얻지 못하는 등 DNA 구조를 밝히는 과정에서 실수한 부분들을 인정했다. 폴링이 그 문제를 조사하는 동안, 영국에서 로잘린드 프랭클린은 세계에서 가장 좋은 X-ray 사진을 찍고 있었다. 그 사진은 왓슨과 크릭의 성공에 대한 열쇠였다. 폴링은 자신의 동료 로베르트 코레이가 프랭클린의 사진 몇 장을 보았음에도 불구하고 잘못된 DNA 구조를 고안하기 전에 그 사진을 보지 못했다. 그는 프랭클린의 연구소에 방문할 많은 기회가 있었으나 그러지 않았다. 결론적으로 폴링이 [[DNA 삼중나선]_ 이론을 급하게 논문을 통해 발표한 것은 그의 인생 최대의 실수이자 그의 자존심에 상처를 얻은 최악의 사건이라고 해도 과언이 아니다. 유전자
유전자의 개념은 유전학의 발전과 함께 많은 변화를 겪었다.[2] 유전학의 창시자인 그레고어 멘델은 부모로부터 물려받는 유전적 특질이 통계적으로 예측가능하다는 것을 발견하였다. 그는 이를 단순히 특질이라고 불렀다.[3] 이후 멘델의 특질은 유전자라는 이름이 붙었으나 1950년대 DNA가 발견되면서 유전자의 물질적 토대가 해명되었다. 재조합 DNA
고전 생물학에서 복제는 체세포를 이용하여 동일한 유전체를 갖는 생물을 발생시키는 것을 의미하였다. 현대의 분자유전학이나 유전공학에서는 바이러스 벡터를 이용하여 DNA 염기서열이나 유전자를 플라스미드에 삽입하여 대량으로 증식시키는 과정 역시 복제로 부른다. 플라스미드에 삽입된 유전자는 대장균과 같이 숙주가 되는 세균 내에서 발현하여 특정한 단백질을 생산할 수 있다. 예를 들어 의료용으로 인슐린을 생산하게 할 수 있다. 시스플라틴
우선 시스플라틴이 유전 암호를 내포한 분자, DNA(deoxyribonucleic acid)와 킬레이트 고리를 형성한다. 하지만 세포 분열 과정에 시스플라틴이 첨가되면, 시스플라틴의 두 개의 Cl이 DNA에서 같은 줄에 인접한 두 염기구아닌(guanine)의 질소 원자에 의하여 치환되면서 시스플라틴과 DNA가 교차 결합을 형성하게 된다. DNA의 구조적 특성상(이중 나선 구조), 시스플라틴과 결합한 자리는 구부러진 모양을 하게 되는데(33˚휘어짐) 과학자들은 이러한 구조적 찌그러짐이 복제를 어렵게 한다고 믿고 있다. 이는 구조적 찌그러짐이 DNA 이중 나선이 두 개의 단일 나선으로 분리되는 것을 막는데, 세포분열을 위해 필요한 효소를 합성하기 위해서는 반드시 DNA 이중나선이 두 개의 단일 나선으로 분리되어야 하기 때문이다. 시스플라틴의 두 Cl원자가 같은 쪽에 있어야 Cl 원자와 DNA가 결합이 가능하므로 시스플라틴의 트랜스 이성질체는 항암제로 전혀 효과가 없다. DNA 마이크로어레이
과학자들은 많은 양의 유전자의 발현 정도를 동시에 측정하거나 게놈의 다양한 부분의 유전자형을 파악하기 위해 사용한다. 각 DNA 조각들은 탐침(유전자 검체)으로 알려진 특정 DNA 연속물의 피코몰(몰) 정도의 양을 포함하고 있다. 이것들은 주로 유전자의 짧은 부분이거나 고 엄격성의 조건에서 cDNA나 cRNA 샘플을 잡종으로 만드는데 쓰이는 다른 DNA 요소이다. DNA (잡지)
DNA는 게이를 위한 오스트레일리아의 게이 잡지이다. 유명인사, 대중문화, 패션, 사진 등을 다루고 있다. 생명
유전변이는 일반적으로 부모에게서 생식세포를 통해 이어내려오는 유전자 내용을 통해서 자손으로 이어진다. 하지만 유전변이 중에서는 부모에게서 물려받는 것이 아니라, DNA 서열(序列: sequence) 변화와 같은 여러 가지 원인으로 발생하는 완전히 새로운 변이도 있는데 이는 돌연변이(突然變異: mutation)라고 한다. 돌연변이는 그렇게 잘 나타나는 현상은 아니지만, 지금까지 없던 완전히 새로운 변이를 만들어 낼 수 있는 원인이라고 추측된다. 때문에 이러한 돌연변이는 진화에서 매우 중요한 역할을 한다고 여겨지고 있으며, 생물학에서 중점적으로 다루어지고 있다.
변이는 개체간의 차이를 이야기하는 것이기 때문에 단순히 개체변이라고 부르기도 한다. 하지만 일반적으로 개체변이라고 할 때는 유전변이와 환경변이 중에서 후천적인 환경변이만을 가리키는 경우가 많다. 환경변이는 개체가 태어난 후에 유전자와는 상관없이 나타나는 것이기 때문에 자손으로 유전되지 않는다는 특징이 있다. 과거의 진화론에서는 이러한 환경변이, 즉 후천적으로 획득한 형질도 유전된다는 사고방식이 있었으나 현재의 진화론, 특히 신다윈주의(Neo Darwinism)에서는 이러한 획득형질은 유전되지 않는다고 생각하고 있다.
일반적으로는 라마르크(J.B. Lamarck)가 용불용설(use and disuse theory)을 통해 획득형질이 유전된다는 주장을 한 것으로 알려져 있지만, 사실 진화론을 만든 다윈(C. Darwin)도 판게네시스(pangenesis)라는 유전 이론을 통해 획득형질이 유전된다고 보았다. 이러한 입장은 멘델의 연구를 기반으로 한 유전학이 발달되면서 부정되었으며, 현대 생물학에서는 환경변이가 유전된다고 보지 않는다. 때문에 현대 생물학 연구에서는 환경변이보다는 유전변이가 어떻게 나타나는가를 파악하는 것이 더욱 중요한 사항이다. 이러한 입장에서, 현대 생물학은 전체 변이 중에서 유전변이가 나타나는 비율을 유전율(heritability)이라고 정의하고 있다. DNA 중합효소
DNA 중합효소는 합성을 개시하기 위해 DNA 분자의 이중가닥 부분에 부착된다. 복제 과정 중, 이중가닥 DNA는 상보적 DNA 합성에 필요한 주형으로 사용할 수 있게 단일가닥으로 풀어진다. DNA 복제
DNA 복제는 원본 DNA를 가지고 새로운 두개의 DNA로 만드는 과정이며, DNA 중합효소 복합체가 역할을 수행한다. 세포분열하는 과정에서 1회 일어나며, 복제과정에서 실수를 줄이기 위해 복잡한 실수 보정장치를 가지고 있다. DNA 복제를 담당하는 DNA 중합효소는 10만 번에 한번 꼴로 염기쌍 결함에 오류를 범하는데, 교정기능에 의하여 다시 한번 오류가 일어날 확률이 10만 분의 1로 줄어들게 된다. 따라서 10 x 10 = 10(100억분의 1)의 확률로 복제의 오류가 발생한다.  제임스 D. 왓슨
DNA 이중 나선을 구성하는 두개의 사슬은 서로 반대방향으로 달리고 있는데 이러한 머리-꼬리 배열은 DNA가 역평행임을 의미한다. 화학 규칙에 따라 디옥시리보오스의 탄소에 오른쪽에서 왼쪽으로 차례대로 번호를 붙이면 분명해진다. DNA 가닥은 디옥시리보오스의 5번 탄소에서 시작하여 3번 탄소에서 끝이 난다. 두 가닥은 서로 반대방향으로 놓여있다. 하나의 완전한 나선의 회전은 10 개의 염기쌍인 34Å의 길이에 해당한다. 각 염기쌍은 3.4Å에 해당하며 가닥들이 교차하는 지역에서는 관찰자에게 수직인 염기쌍들이 숨겨져 있다. 내경은 10Å이고 외경은 20Å이다. 이중나선의 원통형의 윤곽은 크고 작은 두 개의 고랑을 가지며 모두다 폴리펩티드 사슬을 수용할 정도로 충분히 크다. 아데닌-티민 (A－T) 염기쌍은 두 개의 수소결합을 가지는 반면, 구아닌-시토신 (G－C) 염기쌍은 세 개의 수소결합을 가진다. 유전학
1953년 왓슨과 크릭은 X선 회절로 DNA의 구조를 밝혔다. 이들이 밝힌 DNA의 구조는 두 개의 뉴클레오타이드 사슬이 이중 나선의 형태로 꼬여 있는 모습이었다. DNA의 이러한 구조는 뉴클레오타이드의 서열이 유전과 밀접한 관련이 있다는 것과 DNA의 복제가 유전형질의 전달과 관련이 있다는 것을 암시하는 것이었다. 왓슨과 크릭은 이 공로로 1962년 노벨 생리학·의학상을 수상하였다. 게놈
게놈(, ) 또는 유전체(遺傳體)는 한 개체의 모든 유전자(진핵생물의 경우 엑손+인트론)와 유전자가 아닌 부분(반복서열 등을 포함)을 모두 포함한 총 염기서열이며, 한 생물종의 완전한 유전 정보의 총합이다. 게놈은 보통 DNA에 저장되어 있으며 일부 바이러스에는 RNA에 있다. ‘게놈’이라는 낱말은 유전자(Gene)와 염색체(chromosome)에서 유래하였으며, 1920년 함부르크 대학교의 식물학 교수 한스 빙클러가 만든 말이다. 우리말인 '유전체' 역시 동일한 뜻으로, 최재천 교수가 제안하였다. 유전체는 현대 생명과학 연구의 시발점으로 발전해 가고 있다. 진화
돌연변이의 대표적인 사례로는 유전자 중복이 있다. 동물의 경우 매 천 년당 한 번 꼴로 발생하는 유전자 중복은 염색체의 일정 구간이 실수로 반복하여 복제되는 것이다. 대부분의 유전자들은 상동성을 갖는 유전자족에 자리잡고 있다. 원본 DNA를 복제하는 과정에서 발생하는 유전자 중복은 상동성을 깨뜨리고 유전자가 다른 기능을 하도록 만들 수 있다. 즉, 유전자 중복에 의해 새롭게 형성된 DNA 염기서열은 단백질 도메인의 순서를 바꾸고 이 결과 원본 DNA와는 다른 단백질을 형성하게 한다. 이해를 돕기 위해 인간의 눈을 예로 들면 망막에는 세 종류의 원추 세포와 간상 세포가 있어 빛을 감지 한다. 세 종류의 원추세포는 각각 고유한 주파수 대역의 가시광선에 반응하여 색을 볼 수 있게 한다. 원추 세포를 형성하게 하는 유전자 중의 하나가 유전자 중복으로 이상을 일으키면 해당하는 원추세포가 정상적인 기능을 할 수 없게 되고 색각 이상이 발생할 수 있다. DNA 수선
DNA 손상은 환경적인 요인과 정상적인 대사 활동으로 인한 요인이 맞물려 세포 하나당 매일 1,000개에서 1,000,000개 가량의 속도로 일어난다. 손상되는 DNA의 양은 전체 60억 염기(base) 서열 또는 30억 염기쌍으로 구성된 인체 게놈()의 0.000165%에 불과하지만, 종양억제유전자()와 같은 중요한 유전자가 손상되어 회복이 불가능해졌을 때에는 세포의 정상적인 기능을 기대할 수 없게 되며 종양()이 형성될 위험 또한 높아지게 된다. DNA 메틸화
DNA 메틸화(DNA methylation)란, 고등 생물의 발달에 매우 중요한 생화학적 과정이다. 그것은 한 메틸기를 시토신의 피리미딘 고리 5번째 위치에 추가하거나 아데닌의 퓨린 고리의 숫자 6 질소에 추가하는 것을 포함한다(시토신과 아데닌은 DNA의 네 가지 염기에 속한다). 이 변화는 세포 분화를 통해서 유전될 수 있다. 제임스 D. 왓슨
왓슨과 크릭은 DNA가 뉴클레오타이드로 구성된 이중나선 구조라고 설명하였다. 만일 DNA 이중나선을 꼬여진 사다리로 생각한다면 발판은 수소결합으로 연결된 A-T와 G-C염기쌍이고, DNA의 가로대는 공유결합으로 연결된 디옥시리보오스와 인산이 교대로 배열되어 있다. DNA 뉴클레오티드에는 디옥시리보오스, 염기, 인산이 각각 하나씩 있다. DNA는 흔히 직선 구조로 묘사되지만 실제로는 아주 복잡하고 그 복잡성이 DNA 기능에 도움이 된다. DNA 뉴클레오티드에 포함된 염기는 아데닌, 구아닌, 시토신, 티민이다. 아데닌과 구아닌은 2개의 유기 고리 구조를 갖는 퓨린이고, 시토신과 티민은 1개의 유기 고리 구조를 갖는 피리미딘이다. A와 T 그리고 G와 C가 수소결합으로 연결된 염기쌍은 각 염기쌍이 하나의 고리 구조와 2개의 고리 구조를 갖기 때문에 나선 사이의 거리가 일정하다. 이러한 퓨린-피리미딘 쌍을 상보적 염기쌍(complementary base pair) 또는 염기쌍이라 부른다. 상보적 염기쌍은 유전자 기능과 DNA 복제의 기본이다. 생물학에서의 영생
DNA 분자의 손상은 1일 1세포 근처 최대 50만 회 정도 발생하는 것이 알려져 있어 DNA 수선 속도의 세포의 가령에 수반하는 저하나, 환경요인의 밤DNA 분자의 손상 증대에 의해 DNA 수선이 DNA 손상의 발생을 따라잡지 못하게 되면,
의 몇 개의 운명을 거치게 된다. 인체에 대해서는, 대부분의 세포가 세포 노화 상태에 이르지만, 수선할 수 없는 DNA의 손상이 축적한 세포에서는 아포토시스가 일어난다. 이 경우, 아포토시스는 체내의 세포가 DNA의 손상에 의해 암화해, 몸전체가 생명의 위험에 처해지는 것을 막기 위한 「비장의 카드」로서 기능한다. 유전학
DNA는 뉴클레오타이드가 사슬처럼 연결된 중합체이다. 유전 정보의 전달은 이 DNA가 복제됨으로써 일어난다. DNA의 이중 나선 구조는 수소 결합에 의지하고 있어 분리와 결합에 비교적 적은 에너지가 투입된다. 특정 효소가 DNA 사슬의 분리를 담당하며, 이렇게 분리된 DNA 사슬은 각자 상대되는 DNA 사슬을 만드는 주형이 된다. 자유롭게 존재하는 네 종류의 디옥시뉴클레오타이드 삼인산, 즉 dATP, dGTP, dCTP, dTTP 가 주형이 되는 DNA사슬에 다가가 상보적인 결합을 이루게 되면 새로운 이중나선이 형성된다.(그림 참조) 세포
세포핵 - 세포의 정보 창구: 세포핵은 진핵세포에서 가장 두드러진 기관이다. 유전체를 가지고 있으며, DNA 복제 및 RNA 합성이 이루어지는 곳이다. 세포핵은 둥근 모양을 가지고 있으며, 핵막으로 불리는 이중 세포막에 의해 세포질과 구분된다. 핵막은 DNA 구조 및 복제 과정을 지켜준다. 복제 과정 중에, DNA는 특수한 mRNA라는 RNA에 복제된다. mRNA는 이후 세포핵을 빠져나와서 특수한 단백질로 변화하게 된다. 원핵세포에서, DNA 복제 과정은 세포질에서 일어난다. 암
모든 생명 활동의 근원은 DNA상의 유전자에 기록된 유전 정보에 있다. 이것으로부터 RNA를 중개역으로 하여, 효소와 호르몬 등의 단백질이 합성된다. 유전 정보의 흐름은 'DNA → RNA → 단백질'이며, 역류하지는 않는다. 이것은 1958년, DNA 2중 나선 구조의 발견자 중 한사람인 영국의 크릭이 생물학의 원리로서 '센트럴 도그마'라 표현한 내용이다. 그런데 1970년에 바이러스 학자 볼티모어 등은 RNA로 DNA를 만든다는 현상을 증명하여 노벨 의학 생리학상을 받았다. 이리하여 암은 건강한 사람이 가지고 있는 암의 종이 발아해서 일어난다는 것이 밝혀졌다. 또 이 암 유전자가 지금으로부터 1000만 년 전에 지중해 연안의 서아프리카 지방에서 침입하였다는 것이 밝혀졌다. 레트로 바이러스라는 암을 일으키는 바이러스가 거의 대부분의 동물과 인류의 조상의 유전자 속으로 들어가 오늘날 우리의 몸에 전해져 왔다는 것이다. 비부호화 DNA
2016년 Park, "Junk DNA-Not So Useless After All."에 따르면 과거 과학자들은 이 98%의 DNA를 대체로 쓸모없다고 여겨 'Junk DNA'라 불렀지만 최근에는 그 중요성을 인지하고 있으며, 흥미롭게도 '비부호화DNA'의 비율은 복잡한 유기체일수록 높아지며 인간이 가장 큰 비중을 차지하고 있다고 설명했다. 또한 Danny Vendramini (2005) 연구에서는 비부호화 DNA는 다양한 감정, 행동, 성격 특성을 유전하는 역할을 한다고 설명했다. 돌연변이원
돌연변이원(Mutagen)이란 돌연변이(Mutation)를 일으키는 물질을 말한다. 자외선, 방사선, 알킬화제 등이 있으며 DNA의 염기 구조를 변경시키거나 DNA 가닥을 끊어서 DNA 염기서열의 변화를 일으킨다. 암은 세포의 DNA 서열의 변화에 의한 돌연변이가 하나의 세포에 누적되어 발생하므로 많은 경우에 돌연변이원은 발암물질(Carcinogen)과 공통된다. 히스톤
히스톤 H2A, H2B, H3, H4는 각각 2개씩 모여서 8합체인 이른바 핵심 히스톤(core histone)을 구성한다. 히스톤은 뉴클레오좀의 핵 부분에 존재하며 146 염기쌍의 DNA를 감으며, DNA는 하나의 히스톤을 왼손방향으로 1.65 회 정도 감는다. 연결히스톤 H1은 뉴클레오좀과 DNA의 감기지 않은 부분에 달라붙어서 DNA를 고정하며, 더 높은 차원의 구조를 형성할 수 있도록 한다. 이 구조의 가장 기본적인 형태는 10nm의 구슬이 실에 꿰어져 있는 것으로 묘사된다. 이 구조는 뉴클레오좀 사이에 50염기쌍 정도의 DNA가 있다는 사실을 포함하고 있다. 이렇게 생성된 히스톤과 DNA의 결합체를 염색질이라고 불린다. 더 높은 구조는 비정상적인 지그재그 구조를 형성하는 30 nm 섬유와 100 nm 섬유구조를 포함하며, 정상적인 세포에서 발견된다. 체세포분열과 생식세포분열 동안에, 응축된 염색질들은 뉴클레오좀과 다른 조절단백질 사이의 상호작용을 통해서 조합된다. 세포 핵
핵 속에는 핵액과 핵소체, 염색사가 들어 있다. 핵소체는 그 주성분이 단백질과 RNA로서, 리보솜을 만드는 리보솜 RNA를 생성하는 장소로 알려져 있다. 염색사는 실 모양을 하고 있으며, 핵 내부에 고르게 분포되어 있다. 그러나 핵분열을 시작하면, 이것이 꼬이면서 응축되고 굵어져서 생물의 종류에 따라 특수한 모양과 일정한 추의 염색체가 되므로, 광학 현미경으로 똑똑히 관찰할 수 있는 상태가 된다. 핵은 핵분열 때의 염색체 활동에 의해, 유전정보를 원래의 세포에서 새로 생기는 세포에 전하는 활동을 하지만, 정지핵 상태에서도 유전자의 본체인 DNA(디옥시리보핵산)를 바탕으로 유전정보의 발현에 관여하고 있다. 즉 DNA가 가진 유전 정보가 그 DNA의 구조에 따라 만들어지는 RNA에 전달되고, 이 RNA가 다시 활동하여 유전 정보에 맞는 단백질이 만들어지는데, 이와 같은 단백질 합성 과정의 설명은 근대 유전학에 있어서의 큰 성과이다. 화학진화
분자생물학의 중심원리가 어떻게 형성되었는지에 관한 연구로서, 리보자임의 발견으로 RNA에게 촉매의 기능도 있음으로서 전사와 번역이 이루어질 수 있음을 보여주었다. RNA세계는 1986년 월터 길버트에 의해 처음 언급되었다. 초기 생명체가 출현하기 위해서는 유기물로부터 자기 스스로 복제해 증식할 수 있는 분자의 출연이 선행될 수 있다는 가정을 할 수 있으며, 이에 따라, 현재 알려진 사실로 세포의 구성에 있어서 DNA와 단백질이 있다. 이 두 물질은 생식과정에 있어서 자가복제와 자가복제를 촉진하는 촉매역할을 한다. DNA가 자가복제를 한다면, 단백질이 그 과정을 촉진하는 촉매역할을 한다. RNA의 한 종류로 자기 자신의 합성을 촉매하는 효소 역할을 하는 리보자임의 발견으로 RNA가 새롭게 과학자들 사이에 대두되었다. 이점에서 유전 정보의 전달과 복제가 가능하고 효소 역할이 가능해 여러 반응을 촉진 시킬수 있는 RNA는 이를 지지해줄 수 있는 근거가 된다. RNA가 세계를 주도했다는 의미에서 ‘RNA 세계’라는 명칭이 붙었다. 이 가설에 따르면 RNA는 안정성이 떨어지기 때문에, 나중에 이중 나선을 형성하는 좀 더 안정한 물질인 DNA가 주형 자리를 대신하게 되었다. 유전자 변형 생물
DNA는 핵산의 일종이며, 세포 내 존재하는 유전형질을 전달하는 유기화학적 분자구조이다. 결합되어 있는 염기에 의해 구분되는 네 종류의 뉴클레오티드가 중합되어 이중 나선 구조를 이룬다. 세포질 내에 DNA의 포함부분은 점성을 가지고 있고, 제한효소로 절단 및 분해할 수 있으며,다른 DNA와 결합할 수도 있다. DNA는 열에 약하며 열을 가할시, 열변성을 일으키며 기존의 나선구조에서 변화되는 형태를 띄게 된다. DNA가 유전정보의 매개체로서 작용한다는 것은 미생물학적 연구에 의해 밝혀졌으며, 모든 생물은 DNA를 가지고 있지만,일부 바이러스의 경우 RNA를 가지고 있다. 핵염기
핵염기(核鹽基, Nucleobase)는 DNA나 RNA의 단량체인 뉴클레오타이드를 이루는 성분으로, 수소 결합을 통해 염기쌍을 형성하여 DNA가 이중 나선 모양을 만드는 데 관여한다. 주요 핵염기는 시토신, 구아닌, 아데닌, 티민, 우라실로 각각 C, G, A, T, U의 약자로 나타낸다.
생물의 DNA는 이중 나선구조를 이루는 뼈대와 핵염기로 구성되어 있으며, 뼈대는 단당류인 디옥시리보스에 인산기가 결합되어 긴 사슬과 같은 형태를 띄고 있다. 이들 모두 공유 결합으로 연결되어 있다. DNA 메틸화
추가적으로, DNA 메틸화는 시간이 지나면서 유전자의 주인에게 바이러스성 유전자들의 표현형과 다른 해로운 요소들로써 포함되어 온 것들을 억제한다. DNA 메틸화는 또한 기본적인 염색질 구조의 기초를 형성한다. 염색질 구조는 세포가 변경 불가능한 DNA 구조로 부터 다세포의 일생을 위해 요구되는 다양한 특성을 형성할 수 있도록 해준다. DNA 메틸화는 또한 거의 모든 종류의 암의 발현에 매우 중요한 역할을 한다. 전사 (생물학)
개시(initiation)
DNA는 평상시에는 히스톤이라는 단백질과 함께 매우 촘촘한 구조를 이루고 있다. 그렇기 때문에 전사 인자와 RNA 중합효소가 DNA에 접근할 수 없다. 즉, 평상시에는 전사가 일어날 수 없는 형태로 DNA는 존재하게 된다. 전사가 일어나기 위해서는 우선 히스톤에 아세틸기(아세트산 CH3COOH에서 하이드록시기 －OH를 떼어 낸 것)가 붙어서 히스톤의 모양이 바뀌고 DNA의 구조가 풀리게 된다.  전기영동
DNA는 당, 염기, 음전하를 띈 인산기로 구성되기 때문에 뉴클레오티드가 연결되는 만큼 DNA의 전체 전하량도 비례하여 증가한다. 따라서 단순히 크기 대비 전하 만으로는 서로 다른 DNA를 구분할 수 없다. 따라서
DNA 연구에서 겔 전기 영동법이 널리 사용된다. 겔은 주로 해초에서 추출한 탄수화물 중합체인 아가로오스로 구성된다. 아가로오스 겔은 실들이 서로 얽힌 그물 구조를 갖고 있기 때문에 통과하는 용질의 크기가 클수록 겔을 느리게 통과한다. 겔이 체(Seive) 역할을 하는 것이다. 다양한 DNA가 포함된 시료를 - 전극 쪽에 넣고, 반대편에 + 전극을 연결한다. 전기 영동 현상에 따라 DNA는 +전극 쪽으로 이동한다. 이 때 DNA의 길이가 짧을 수록 +전극에 가까운 위치에서 검출된다. 띠 형태로 나타난 DNA 분자 혼합물을 염색하여 육안으로 확인할 수 있다. 현대 과학
물리학의 기계론 모형은 윌리엄 하비의 혈액 순환 현상에 처음 적용되어 뛰어난 성공을 거두었지만, 소화, 신진대사 등에는 잘 적용되지 아니했다. 그러나 생물이 복잡한 화학 과정을 포함하기 때문에 매우 복잡해 보일 뿐, 모든 생명 현상, 심지어 인간의 인지 작용, 감정, 도덕감도 결국 물리와 화학의 기본 법칙으로 환원시켜 설명할 수 있으리라는 믿음은 최근 까지도 계속되었다. 그 결과 20세기에 유전 현상을 나타내는 근본 물질인 DNA의 분자 구조가 밝혀지고, 2001년 인간 유전체의 30억 개 염기 서열을 분석하는 개가를 올렸다. 그러나 환원주의 연구 방법의 한계는 생물의 발생과 분화, 체온과 같은 내부 항상성 유지, 뇌의 기억과 학습 능력과 같은 주제에에서 곧 드러난다. 세포를 이루는 분자들의 특성에 대해 아무리 상세히 안다고 하여도 세포들이 전체로서 어떻게 통합되어 들어가 그러한 생명현상을 나타내는지는 이해할 수 없는 것이다. 사이클린
S 사이클린은 DNA의 복제를 진행시키는데 관여하는 사이클린이다. 이 사이클린들과 Cdk 단백질이 함께 형성하는 Cdk – S 복합체는 DNA 복제를 진행시키며, DNA 가 두 번 이상 복제되는 것을 막아 오직 한번만 복제되도록 한다. 유전학
현대의 분자생물학에 기반을 둔 유전학은 DNA부터 개체의 발생에 이르는 유전 기제를 설명하고 있다. 앞서 유전학의 역사에서 기술한 바와 같이 그리피스의 실험과 에이버리의 확인으로 생물의 유전 정보는 DNA에 있음이 밝혀졌다. 유전의 과정은 결국 DNA 복제에서 출발하여 새로운 개체의 출현에 이르는 기제로서 설명된다. 유전 부호
어떻게 단백질이 부호화되는지 이해하려는 노력은 DNA 구조가 1953년에 발견된 이후로 시작되었다. DNA 바이러스
DNA 바이러스(DNA virus)는 DNA를 지닌 바이러스이다. 핵산은 일반적으로 겹가닥 DNA (dsDNA)이지만 외가닥 DNA (ssDNA)인 경우도 있다. DNA 바이러스는 볼티모어의 바이러스 분류에서 그룹 I이나 II에 속한다. 외가닥 DNA는 일반적으로 겹가닥으로 확장된다. B형 간염 바이러스와 같은 그룹 VII 바이러스는 DNA 게놈을 포함하지만, 볼티모어 분류에 따르면 이들은 DNA 바이러스가 아닌 레트로바이러스로 여겨진다. 그 까닭은 이들은 RNA 중간 생성물을 통해 복제하기 때문이다. 일광화상
자외선중 UVB는 피부암을 일으킨다. 생물의 DNA는 흡수스펙트럼이 250nm 부근에 존재하고 있어, 자외선이 조사되면 피부 등의 세포중의 DNA를 구성하는 분자는 들뜬 상태가 된다. 이 DNA 분자의 여기는 DNA 나선을 구성하는 「사다리」를 떼어내, 인접하는 염기로, 티민 - 티민, 사이토신 - 사이토신 등의 이합체를 형성한다. 이것의 이합체는 통상 생성하지 않고, DNA 배열의 혼란, 복제의 중단, 갭의 생성, 복제의 미스를 발생시킨다. 이는 암 등의 돌연변이를 일으킨다.
자외선에 의한 돌연변이는 박테리아에서 간단하게 관찰된다. 이는 지구 환경 문제로 오존홀이나 오존층의 파괴가 염려되는 이유의 하나이다. 사요나라의 의미
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