[생화학] 7.5 : DNA - 1

 

 

이번 포스트부터는 DNA에 대해 본격적으로 알아보자.

 

 

 

우선  DNA의 structure에 대해 알아보자.

 

 

 

위 그림 위쪽과 아래쪽에 나타나 있는 것은 각각 1929년과 1935년에 제안된 DNA 구조 model임. 보면 이때까지만 해도 double strand에 대한 생각은 거의 가지고 있지 않았음.

 

 

참고로 이 때도 nucleic acid phosphate, pentose, nitrogenous base로 이루어져 있다는 건 알고 있었고, 이들이 phosphodiester bond로 연결되어 있으며 pentose가 ribofuranoside로 되어 있다는 것도 알고 있었음.

 

 

 

 

 

그러던 중 위와 같은 x-ray diffraction pattern을 통해 dsDNA의 구조가 제안됨. 보면 reciprocal space를 생각해봤을 때 double helix DNA 구조를 예상할 수 있음. 참고로 위 그림 오른쪽 아래에는 용수철을 이용해 DNA의 diffraction pattern을 재현한 실험결과가 나타나 있음.

 

 

이러한 실험 결과를 바탕으로 Watson과 Crick은 double helix 구조를 제안함. 그리고 이들의 제안과 그 당시 알려져 있었던 A와 T, G와 C끼리 hydrogen bonding을 한다는 사실은 아주 잘 맞아떨어짐. 한편 Franklin과 Wilkins는 이후 논문에서 x-ray diffraction pattern에서의 X pattern이 helix를 indicate함을 더 support해줌. 그 밖에 그들은 helical parameter들도 계산함.

 

 

 

 

그 결과 Watson, Crick, Wilkins가 1962년에 노벨상을 받음. (참고로 Franklin은 수상 전에 돌아가셔서 수상을 하지 못하심)

 

 

 

 

 

위 그림에 나타나 있는 것은 Watson과 Crick의 그 유명한 논문 일부이므로 참고할 것.

 

 

 

 

실제로 DNA는 위와 같은 모양으로 이루어져 있음. 보면 (a)에 나타난 것과 같이 흔히 관찰되는 DNA는 오른나선 꼬임임.

 

 

또한 위 그림을 보 DNA 중 major한 groove와 minor한 groove가 있는 것을 확인할 수 있음.

 

 

 

한편 DNA 구조는 위와 같은 3가지 요인에 의해 stabilize됨. 우선 첫 번째로 phosphate끼리의 밀어냄에 의해서 typical한 구조가 형성됨. 그리고 두 번째로 base들 간의 Van der Waals contact에 의한 stacking이 구조 형성에 기여함. 마지막으로 base들 간에 일어나는 hydrogen bond도 구조 형성에 기여함.

 

 

 

 

그리고 위와 같이 실제로 A와 T, G와 C간에 hydrogen bond를 통한 pairing이 일어나게 됨. 이 때 typical한 H bond의 거리가 대략 2.5~3옹스트롬 사이임을 기억해둘 필요가 있음. (이 때 거리는 H를 뺀 거리임) 이런 거리가 유지되는 이유는 거리가 너무 멀면 bond가 깨지고 거리가 너무 가까울 시 repulsion되기 때문임.

 

 

 

다음 포스트에서 이어서 살펴보자.