유전자 발현과 단백질 합성: 학습 가이드

핵심 개념

유전자 발현은 전사와 번역을 통해 DNA의 정보를 단백질로 바꾼다. 문제는 염기쌍 형성, 유전 암호, 돌연변이의 영향을 묻는다.

• 전사: RNA 중합 효소는 주형 가닥을 3′ → 5′ 방향으로 읽고 mRNA를 5′ → 3′ 방향으로 만든다. A는 U와, T는 A와, G는 C와, C는 G와 짝을 이룬다.
• 번역: 리보솜이 mRNA를 코돈 단위로 읽는다. 각 tRNA는 아미노산과 코돈에 짝짓는 안티코돈을 지닌다. AUG는 시작, UAA, UAG, UGA는 종결이다.
• 암호는 중복적이지만(아미노산 하나에 여러 코돈) 모호하지 않다(코돈 하나는 아미노산 하나를 정한다).
• 점 돌연변이는 침묵, 미스센스, 넌센스일 수 있다. 3의 배수가 아닌 삽입이나 결실은 해독틀을 이동시킨다.

핵심 식

• DNA template → mRNA (A→U, T→A, G→C, C→G)
• codon = 3 bases
• AUG = start
• UAA, UAG, UGA = stop

풀이 예제

주형 가닥이 3′-TAC GGT ATT-5′이면 mRNA는 5′-AUG CCA UAA-3′이다. AUG는 Met, CCA는 Pro를 암호화하고 UAA는 종결 코돈이므로 펩타이드는 Met–Pro이다. 시작 뒤에서 염기 하나를 결실하면 해독틀이 이동해 이후의 모든 코돈이 바뀌지만, 염기 세 개를 결실하면 아미노산 하나만 사라진다.

자주 하는 실수

• 주형에서 mRNA를 구해야 할 때 암호화 가닥을 읽는 것.
• RNA에 T를 쓰는 것. RNA에서는 T 대신 U를 쓴다.
• 해독틀 이동을 침묵 돌연변이와 같은 종류의 점 돌연변이로 보는 것. 해독틀 이동은 보통 단백질을 망가뜨린다.

연습

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