유전 정보의 전사와 번역
DNA에 저장된 유전 정보는 핵 속에서 mRNA로 옮겨 적히고(전사), 세포질의 리보솜에서 아미노산 서열로 바뀌어 단백질이 만들어져요(번역). RNA 중합 효소와 리보솜이 일하는 모습을 3D로 보고, DNA 염기 하나가 바뀌면 단백질이 어떻게 달라지는지도 확인해 보세요.
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이하은T 과학 실험실
끌어서 돌리고 휠로 확대할 수 있어요 · ‘따라가기’를 누르면 효소와 리보솜을 가까이에서 따라가요
속도유전자
돌연변이 종류넣을 염기
예시
유전부호표 (mRNA 코돈)
첫 번째 염기는 왼쪽, 두 번째는 위쪽, 세 번째는 칸 안에서 찾아요 · 개시 코돈 AUG · 종결 코돈 UAA, UAG, UGA · 색칠된 칸은 지금 유전자에 쓰인 코돈이에요
전사와 번역 비교
| 전사 | 번역 | |
|---|---|---|
| 장소 (진핵세포) | 핵 | 세포질 (리보솜) |
| 정보의 흐름 | DNA → mRNA | mRNA → 폴리펩타이드 (아미노산 서열) |
| 필요한 것 | RNA 중합 효소, 주형 DNA, 뉴클레오타이드(A, U, G, C) | 리보솜, tRNA, 아미노산, mRNA |
| 짝짓는 규칙 | 주형 가닥 A–U, T–A, G–C, C–G | mRNA 코돈과 tRNA 안티코돈이 상보적으로 결합 |
| 방향 | mRNA가 5′ → 3′ 방향으로 만들어짐 (주형 가닥은 3′ → 5′로 읽음) | 리보솜이 mRNA를 5′ → 3′ 방향으로 3염기(코돈)씩 이동 |
| 시작과 끝 | 프로모터에서 시작, 종결 부위에서 끝남 | 개시 코돈 AUG(메싸이오닌)에서 시작, 종결 코돈(UAA, UAG, UGA)에서 끝남 |
유전부호
3염기 조합 = 코돈
- DNA의 연속된 3개 염기(3염기 조합)가 아미노산 1개를 지정해요
- mRNA에서는 코돈, tRNA에서는 안티코돈이라고 해요
- 코돈 64가지 중 61가지가 아미노산 20가지를 지정해요
전사
DNA 한 가닥만 주형
- RNA 중합 효소가 DNA 이중 나선을 풀어요
- 주형 가닥에 상보적인 뉴클레오타이드가 결합해 mRNA가 만들어져요
- mRNA의 염기 서열은 주형이 아닌 가닥(암호화 가닥)과 같아요 (T 대신 U)
번역
리보솜과 tRNA
- tRNA는 안티코돈과 맞는 코돈 자리로 특정 아미노산을 운반해요
- 리보솜에서 아미노산 사이에 펩타이드 결합이 만들어져요
- 아미노산 n개 → 펩타이드 결합 n − 1개
돌연변이
염기 서열이 바뀌면
- 치환: 같은 아미노산이면 영향이 없을 수 있어요
- 종결 코돈이 생기면 단백질이 짧아져요
- 삽입·결실은 그 뒤의 읽는 틀을 바꾸어 큰 변화를 일으켜요
생각해 보기
- mRNA의 염기 서열은 DNA의 두 가닥 중 어느 가닥과 같고(T 대신 U), 어느 가닥과 상보적인가요?
- mRNA의 맨 앞부분부터 바로 번역되지 않는 까닭은 무엇일까요? 번역은 어디에서 시작하나요?
- 지금 유전자에서 만들어지는 폴리펩타이드의 아미노산 수와 펩타이드 결합 수는 각각 몇 개인가요? 종결 코돈도 아미노산을 지정하나요?
- ‘③ 돌연변이 실험’에서 세 번째 염기를 치환했을 때 아미노산이 바뀌지 않는 경우가 많은 까닭을 유전부호표에서 찾아보세요.
- 염기 1개가 삽입될 때와 3개가 삽입될 때 단백질의 변화는 어떻게 다를까요?