அதிகாரம் 6 பரவல் இனத்தை மூலக்கூறுகளின் அடிப்படையில் விளக்குதல்

பதில்

목록에 있는 질소 기반 염기는 아데닌, 티민, 우라실 및 시토신입니다.

목록에 있는 뉴클레오사이드는 시토신과 구아노신입니다.

பதில்

샤르고프의 규칙에 따르면, DNA 분자는 퓨린(시토신과 티민)과 퓨린(아데닌과 구아닌)의 동일한 비율을 가져야 합니다. 이는 아데닌 분자의 수가 티민 분자의 수와 같고, 구아닌 분자의 수가 시토신 분자의 수와 같다는 것을 의미합니다.

$% \mathrm{~A}=% \mathrm{~T}$ 및 $% \mathrm{G}=% \mathrm{C}$

dsDNA가 $20 %$의 시토신을 가지고 있다면, 법칙에 따라 $20 %$의 구아닌을 가지게 될 것입니다.

따라서, $\mathrm{G}+\mathrm{C}$ 내용의 백분율 $=40 %$

나머지 $60 %$는 둘 다 $\mathrm{A}+\mathrm{T}$ 분자를 나타냅니다. 아데닌과 구아닌은 항상 같은 수로 존재하므로, 아데닌 분자의 백분율은 $30 %$입니다.

பதில்

DNA 가닥들은 염기 서열에 관해 서로 보완적입니다. 따라서, DNA의 한 가닥의 서열이

라면, 보완적인 가닥의 서열은 $5^{\prime}$에서 $3^{\prime}$ 방향으로

3’- TACGTACGTACGTACGTACGTACGTACG - 5'

이 될 것입니다.

따라서, DNA 폴리펩타이드의 $5^{\prime}$에서 $3^{\prime}$ 방향으로의 뉴클레오타이드 서열은

5’- GCATGCATGCATGCATGCATGCATGCAT - 3'

5’- ATGCATGCATGCATGCATGCATGCATGC - 3'

பதில்

전사 단위의 코딩 가닥이

5’- ATGCATGCATGCATGCATGCATGCATGC-3'

라면, $3^{\prime}$에서 $5^{\prime}$ 방향으로의 템플릿 가닥은

3’ - TACGtACGTACGTACGTACGTACGTACG-5'

mRNA의 서열은 DNA의 코딩 가닥과 동일하다는 것이 알려져 있습니다.

그러나 RNA에서는 티민이 우라실로 대체됩니다.

따라서, mRNA의 서열은

5’ - AUGCAUGCAUGCAUGCAUGCAUGCAUGC-3'

가 될 것입니다.

பதில்

왓슨과 크릭은 DNA의 두 가닥이 염기 서열에 관해 서로 반대 방향이고 보완적임을 관찰했습니다. DNA 분자에서 이러한 종류의 배열은 DNA 복제가 반보존적임을 가설화하게 했습니다. 이는 이중 가닥 DNA 분자가 분리되고 그 후, 분리된 각 가닥이 새로운 보완적인 가닥 합성을 위한 템플릿으로 작용한다는 것을 의미합니다. 그 결과, 각 DNA 분자는 한 개의 모계 가닥과 새로 합성된 딸 가닥을 가지게 됩니다.

각 딸 분자에 모계 가닥이 하나만 보존되므로, 이는 반보존적 복제 방식으로 알려져 있습니다.

novar $\rightarrow$ Novar

모계 가닥

딸 가닥

பதில்

핵산 중합효소는 두 가지 다른 종류가 있습니다.

(1) DNA 의존성 DNA 중합효소

(2) DNA 의존성 RNA 중합효소

DNA 의존성 DNA 중합효소는 새로운 DNA 가닥 합성을 위해 DNA 템플릿을 사용하는 반면, DNA 의존성 RNA 중합효소는 RNA 합성을 위해 DNA 템플릿 가닥을 사용합니다.

பதில்

헤르셰이와 체이스는 박테리오파지와 E. coli를 사용하여 DNA가 유전 물질임을 증명하기 위해 일했습니다. 그들은 DNA와 박테리오파지의 단백질 껍질을 식별하기 위해 다양한 방사성 동위원소를 사용했습니다.

그들은 방사성 인 $\left({ }^{32} \mathrm{P}\right)$을 포함하는 배양액에서 일부 박테리오파지를 키워 DNA를 식별하고, 방사성 황 $\left({ }^{35} \mathrm{~S}\right)$을 포함하는 배양액에서 일부를 키워 단백질을 식별했습니다. 그런 다음, 이러한 방사성 표지된 파지들이 E. coli 세균을 감염시키도록 허용되었습니다. 감염 후, 박테리오파지의 단백질 껍질은 혼합을 통해 세균 세포에서 분리되었고, 그 후 원심분리 과정을 밟았습니다.

단백질 껍질이 가볍기 때문에 상등액에 발견되었고, 감염된 세균은 원심분리 튜브의 바닥에 침전되었습니다. 따라서 DNA가 바이러스에서 세균으로 전달되었음을 증명하여 DNA가 유전 물질임이 입증되었습니다.

헤르셰이와 체이스 실험

பதில்

(a) 반복 DNA와 위성 DNA

(b) mRNA와 tRNA

(c) 템플릿 가닥과 코딩 가닥

பதில்

번역 중 리보솜의 중요한 기능은 다음과 같습니다.

(a) 리보솜은 개별 아미노산으로부터 단백질 합성이 일어나는 장소 역할을 합니다. 이는 두 개의 소단위체로 구성됩니다.

작은 소단위체는 mRNA와 접촉하여 단백질 합성 복합체를 형성하는 반면, 큰 소단위체는 아미노산 결합 부위 역할을 합니다.

(b) 리보솜은 펩타이드 결합 형성을 촉매하는 역할을 합니다. 예를 들어, 박테리아의 23s $r$-RNA는 리보자임 역할을 합니다.

பதில்

lac 오페론은 연속된 세 개의 구조 유전자, 즉 조절자 유전자, 프로모터 유전자, 그리고 조절자 유전자로 구성된 DNA 세그먼트입니다. 이는 유당을 포도당과 갈락토스로 대사시키기 위해 협력적으로 작용합니다.

lac 오페론에서 유당은 유도제 역할을 합니다. 이는 억제자와 결합하여 비활성화시킵니다. 유당이 억제자에 결합하면 RNA 중합효소가 프로모터 영역에 결합합니다. 따라서, 세 개의 구조 유전자가 그들의 제품을 발현하고 관련 효소들이 생성됩니다. 이러한 효소들은 유당을 작용하여 유당이 포도당과 갈락토스로 대사됩니다.

얼마 지나지 않아, 유도제의 수준이 효소에 의해 완전히 대사되어 감소하면, 이는 조절자 유전자로부터 억제자의 합성을 유발합니다. 억제자는 조작자 유전자에 결합하여 RNA 중합효소가 오페론을 전사하는 것을 방지합니다. 따라서, 전사는 중단됩니다. 이러한 유형의 조절은 음성 조절로 알려져 있습니다.

억제자

பதில்

(a) 프로모터

프로모터는 DNA의 영역으로서 전사 과정을 시작하는 데 도움을 줍니다. 이는 RNA 중합효소의 결합 부위 역할을 합니다.

(b) tRNA

tRNA 또는 전달 RNA는 mRNA에 있는 유전 부호를 읽는 작은 RNA입니다. 이는 단백질 번역 중 리보솜에서 mRNA에 특정 아미노산을 운반합니다.

(c) 엑손

엑손은 진핵생물에서 단백질을 전사하는 DNA의 코딩 서열입니다.

பதில்

인간 게놈 프로젝트는 인간 게놈에 있는 모든 염기쌍을 서열 분석하는 특정 목표를 가지고 있었기 때문에 거대 프로젝트로 간주되었습니다. 완료까지 약 13년이 걸렸고 2006년에 성공적으로 완료되었습니다. 이는 게놈 연구 분야에서 새로운 기술 개발과 새로운 정보 생성을 목표로 한 대규모 프로젝트였습니다. 그 결과, 유전학, 생명공학, 의학 과학 분야에서 여러 새로운 영역과 통로가 열렸습니다. 이는 인간 생물학에 대한 이해를 위한 단서를 제공했습니다.

பதில்

DNA 지문 분석은 DNA 수준에서 다양한 개인의 변이를 식별하고 분석하는 데 사용되는 기술입니다. 이는 DNA 서열의 변이성과 다형성에 기반합니다.

응용 분야

(1) 범죄 용의자를 식별하는 데 법의학에 사용됩니다.

(2) 부모 자녀 관계와 가족 관계를 확립하는 데 사용됩니다.

(3) 작물과 가축의 상업적 품종을 식별하고 보호하는 데 사용됩니다.

(4) 생물의 진화 역사를 밝히고 다양한 생물군 간의 연결을 추적하는 데 사용됩니다.

பதில்

(a) 전사

전사는 DNA 템플릿으로부터 RNA를 합성하는 과정입니다. 이 과정에서 DNA의 세그먼트가 mRNA로 복사됩니다. 전사 과정은 템플릿 DNA의 프로모터 영역에서 시작되어 종결자 영역에서 종료됩니다. 이 두 영역 사이의 DNA 세그먼트는 전사 단위로 알려져 있습니다. 전사는 RNA 중합효소 효소, DNA 템플릿, 네 가지 종류의 리보뉴클레오타이드, 그리고 $\mathrm{Mg}^{2+}$과 같은 특정 공효소가 필요합니다.

전사 과정에서 발생하는 세 가지 중요한 사건은 다음과 같습니다.

(i) 개시

(ii) 신장

(iii) 종결

DNA 의존성 RNA 중합효소와 특정 개시 인자($\tilde{A} E^{\prime}$)는 템플릿 가닥의 DNA의 프로모터 영역에서 이중 가닥 DNA에 결합하여 전사 과정을 개시합니다. RNA 중합효소는 DNA를 따라 이동하여 DNA 이중나선을 두 개의 분리된 가닥으로 풀어냅니다. 그런 다음, 감수성 가닥이라고 불리는 한 가닥이 mRNA 합성을 위한 템플릿 역할을 합니다. RNA 중합효소 효소는 뉴클레오사이드 삼인산(dNTPs)을 원료로 사용하여 템플릿 DNA에 있는 보완적인 염기에 따라 이들을 중합하여 mRNA를 형성합니다. 나선 열림과 폴리뉴클레오타이드 사슬의 신장이 종결자 영역에 도달할 때까지 이어집니다. RNA 중합효소가 종결자 영역에 도달하면, 새로 합성된 mRNA 전사체와 효소가 방출됩니다. 전사 종결을 위해 $\tilde{A} \hat{A})$라고 불리는 종결 인자가 필요합니다.

(b) 다형성

다형성은 특정 DNA 분자의 특정 부위에서 존재할 수 있는 서로 다른 뉴클레오타이드 서열의 형태로 유전적 변이의 한 형태입니다. 이 유전 가능한 돌연변이는 개체군에서 높은 빈도로 관찰됩니다. 이는 체세포 또는 생식세포에서 돌연변이에 의해 발생합니다. 생식세포 돌연변이는 부모로부터 자손에게 전달될 수 있습니다. 이는 개체군에서 다양한 돌연변이의 축적을 초래하여 개체군의 변이와 다형성을 야기합니다. 이는 진화와 종 분화 과정에서 매우 중요한 역할을 합니다.

(c) 번역

번역은 아미노산을 중합하여 폴리펩타이드 사슴을 형성하는 과정입니다. mRNA의 삼중체 염기쌍 서열은 폴리펩타이드 사슬에서 아미노산의 순서와 서열을 정의합니다.

번역 과정은 세 단계를 포함합니다.

(i) 개시

(ii) 신장

(iii) 종결

번역의 개시 단계에서, ATP를 사용하여 아미노산이 tRNA에 결합할 때 tRNA가 충전됩니다. mRNA에 있는 시작(개시) 코돈(AUG)은 충전된 tRNA에 의해서만 인식됩니다. 리보솜은 번역 과정의 실제 장소 역할을 하며, 후속 아미노산의 결합을 위한 두 개의 별개 부위를 가진 큰 소단위체를 포함합니다. 리보솜의 작은 소단위체는 시작 코돈(AUG)에 mRNA에 결합한 다음 큰 소단위체에 의해 개시 단계가 시작됩니다. 그런 다음 번역 과정이 개시됩니다. 신장 과정에서, 리보솜은 mRNA를 따라 한 코돈 단위 다운스트림으로 이동하여 또 다른 충전된 tRNA의 결합을 위한 공간을 남깁니다. tRNA에 의해 가져온 아미노산은 펩타이드 결합을 통해 이전 아미노산과 연결되고 이 과정이 계속되어 폴리펩타이드 사슬의 형성을 초래합니다. 리보솜이 하나 이상의 종결 코돈(VAA, UAG, 및 UGA)에 도달하면, 번역 과정이 종결됩니다. 폴리펩타이드 사슬이 방출되고 리보솜은 mRNA로부터 분리됩니다.

단백질 번역

(d) 생물정보학

생물정보학은 계산 기술과 통계 기법을 분자생물학 분야에 적용하는 것입니다. 생물학적 데이터의 관리 및 분석에서 발생하는 실용적인 문제를 해결합니다. 생물정보학 분야는 인간 게놈 프로젝트(HGP) 완료 후 발전했습니다. 이는 HGP 과정에서 방대한 양의 데이터가 생성되었고 이를 관리하고 저장하여 향후 다양한 과학자들이 쉽게 접근하고 해석할 수 있도록 해야 했기 때문입니다. 따라서, 생물정보학은 생물학적 정보의 방대한 정보를 저장하는 생물학적 데이터베이스를 생성하는 것을 포함합니다.

이는 정보에 쉽고 효율적으로 접근하고 활용하기 위한 특정 도구를 개발합니다. 생물정보학은 데이터 간의 관계를 찾아내고, 단백질 구조와 그 기능을 예측하며, 단백질 서열을 관련 가족으로 군집화하는 새로운 알고리즘과 통계 방법을 개발했습니다.