DNA 의 구조를 제공하기 위한 메커니즘 유전
유전자 생물학적 정보를 수행 복사되어야 하는 정확하게 전송하기 위해 다음 세대마다 세포 분할을 형성하는 두 딸이 세포입니다. 두 개의 중앙 생물학적 질문이 발생에서 이러한 요구 사항:할 수 있는 방법에 대한 정보를 지정하는 생물 실 화학적 형태,그리고 어떻게 그것이 정확하게 복사됩니까? 검색 구조의 DNA 를 이중 나사선이었 랜드마크에서십 세기의 생물학 때문에 즉시 그것을 제안 모두에 대한 답변을 질문을 함으로써,해결 분자 수준에서 문제의 유전이다. 우리는이 절에서 이러한 질문에 대한 답을 간략하게 논의하고,후속 장에서 더 자세히 살펴볼 것입니다.
DNA 는 각 가닥을 따라 뉴클레오타이드의 순서 또는 서열을 통해 정보를 암호화합니다. 각 염기-A,C,T 또는 G—는 DNA 의 화학 구조에서 생물학적 메시지를 철자하는 4 글자 알파벳의 문자로 간주 될 수 있습니다. 우리는 본 제 1 장에서는,생물체가 다르기 때문에 그들의 각각의 DNA 를 분자가 다른 염기서열,결과적으로 수행,서로 다른 생물학적 메시지입니다. 그러나 뉴클레오티드 알파벳은 메시지를 만드는 데 어떻게 사용되며,무엇을 철자합니까?
위에서 설명한 대로,그것이 알려지기 전에 잘 DNA 의 구조를 결정되었는 유전자 포함기 위한 지침을 생성 단백질입니다. 따라서 DNA 메시지는 어떻게 든 단백질을 암호화해야합니다(그림 4-6). 이 관계는 단백질의 화학적 특성 때문에 문제를 즉시 이해하기 쉽게 만듭니다. 에서 설명했듯이 3 장,속성의 단백질,에 대한 책임은 그 생물학적 기능에 의해 결정되는 삼차원 구조물,그리고 그 구조 결정에 의해 차례로 선형 시퀀스의 아미노산의 구성됩니다. 따라서 유전자에서 뉴클레오타이드의 선형 서열은 어떻게 든 단백질에서 아미노산의 선형 서열을 철자해야합니다. 정확한 대응을 사 네 글자 뉴클레오티드 알파벳의 DNA 고 이 편지를 아미노산 알파벳의 단백질—유전자 코드는 명확하지 않에서 DNA 의 구조,그리고 그 십 년간의 발견 이후 두 번 나선 전했다. 제 6 장에서 설명에서 이 코드 세부사항에 정성들여 만드는 과정으로 알려진 유전자 발현을 통해 세포로 변환하의 뉴클레오티드 순서로 유전자의 아미노산 시퀀스는 단백질이다.
그림 4-6
DNA 와 단백질에서 운반되는 유전 정보 사이의 관계.
완료 설정에서 정보의 유기체의 DNA 게놈,그리고 그것을 전달한 정보를 위해 모든 단백질을 유기체의 것 합성. (게놈이라는 용어는이 정보를 전달하는 DNA 를 설명하는 데에도 사용됩니다.)게놈에 포함 된 정보의 양은 엄청납니다:예를 들어,전형적인 인간 세포에는 2 미터의 DNA 가 들어 있습니다. 서면에서 네 글자 뉴클레오티드 알파벳,염기서열의 아주 작은 인간의 유전자를 차지하기 페이지의 텍스트(그림 4-7),는 동안 완성 뉴클레오티드의 순서는 인간 게놈의 것을 채우기보다 천 책 크기의 이 하나입니다. 다른 중요한 정보 외에도 약 30,000 개의 별개의 단백질에 대한 지침을 전달합니다.
그림 4-7
인간 β-글로빈 유전자의 뉴클레오티드 서열. 이 유전자를 전달에 대한 정보를 아미노산 시퀀스의 하나의 두 가지 형태의 하위 단위의 헤모글로빈 분자,나르는 산소의 혈액입니다. 다른 유전자,α-글로빈(더…)
각 세포 분열에서 세포는 게놈을 복사하여 두 딸 세포에 전달해야합니다. DNA 의 구조의 발견은 또한이 복사를 가능하게하는 원리를 밝혀 냈습니다: 기 때문에 각각의 가닥 DNA 포함 뉴클레오티드의 순서를 정확하게 보완하는 염기서열의 파트너 스트랜드,각각의 스트랜드 역할을 할 수 있는 템플릿으로,또는 금형,합성 의 새로운 보드도 있습니다. 다른 말로 하면,우리가 지정한 두 가닥 DNA S S’,물가 들으로 봉사할 수 있는 템플릿을 만들기 위한 새로운 가닥 S’면서,스트랜드 S’역할을 할 수 있는 템플릿을 만들기 위한 새로운 가닥 S(Figure4-8). 따라서,유전자 정보에서 DNA 수 있는 정확하게 복사에 의해 아름답게 간단한 프로세스에서는 스트랜드 S 에서 분리 가닥 S’,그리고 각각 분리된 스트랜드 역 템플릿의 생산을 위한 새로운 상호 보완적인 파트너 스트랜드와 동일한 그것의 전 파트너입니다.
그림 4-8
자체 복제를위한 템플릿으로 DNA. 뉴클레오타이드 A 가 T 와 만 성공적으로 쌍을 이루고,G 가 C 와 함께,DNA 의 각 가닥은 상보적인 가닥에서 뉴클레오타이드의 서열을 지정할 수있다. 이러한 방식으로 이중 헬리컬 DNA 를 정확하게 복사 할 수 있습니다. (더…)
의 능력은 각각의 가닥 DNA 분자 행동하기 위한 템플릿으로 생산하는 스트랜드 보완할 수 있습 셀,복사 또는 복제,의 유전자 전달하기 전에 그들에게 그것의 후손. 다음 장에서는 셀이이 엄청난 작업을 수행하는 데 사용하는 우아한 기계에 대해 설명합니다.