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.
2022 개정 교육과정생물의 유전 유전자의 발현통합과학1 시스템과 상호작용고급 생명과학 생명의 연속성 · 전사와 유전 암호
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이하은T 과학 실험실
끌어서 돌리고 휠이나 두 손가락으로 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?