DNA의 특징

1. DNA의 물리 화학적 안정성

+DNA와 RNA의 안정성 비교 : DNA>>>RNA

RNA는 알칼리 환경 시 인산 이 에스테르 결합 분해, SS는 손상 시 복구가 불가능, 염기가 노출되기 때문에 안정성 하락.

1. 당-인산 골격

(1) 당의 탄소-탄소 결합은 고온, 강산성 조건을 제외하면 모든 화학적 공격에 견딜 수 있는 안정한 결합이다.

(2) 인산 이 에스테르 결합은 pH 2에서나 가수분해되는 안정한 결합이다.

(3) 2`- deoxyribose는 알칼리 조건에서 안정하다.

(4) 당과 염기 사이의 N - 글리코실 결합은 아주 안정하다.

2. 이중가닥

염기 제거 및 다수의 화학물질에 의해 소실된 정보를 복구할 수 있다.

3. 염기쌍

(1) 염기는 극성기를 가진 소수성 고리구조로서 이중가닥의 가운데에서 염기쌍을 형성하여 물 분자로부터 격리됨으로써 수용성 변형 물질이 접근하기 어렵다.

(2) 염기 자체의 안정성 : 염기 자체가 화학적으로 안정하다.

(3) 염기 중 시토신의 경우, 비교적 불안정하여 탈아미노화 되면 우라실이 된다. 우라실은 DNA에 없는 염기로서 수선체계에 의해 제거되어 정보 유지에 기여할 수 있다.

(4) 위와 아래에 존재하는 염기끼리 소수성 상호작용을 함으로써 DNA를 안정화한다.

 

2. 다른 형태의 DNA 구조 - A 나선 ( A helix, A형 )

1. A형 나선이 나타나는 경우

(1) 한 가닥의 DNA와 한 가닥의 RNA가 결합한 잡종 폴리뉴클레오타이드

(2) 이중나선 RNA는 수용액 상태에서 A형을 이룬다.

(3) DNA는 상대습도를 75%로 낮추면 A형으로 변한다.

2. A형 나선의 특성

(1) 1회 회전 시 10개의 염기쌍이 아니라 11개의 염기쌍을 가지고 있다.

(2) 우회전성 ( right-handed )이다.

(3) B 나선보다 폭은 더 넓고 길이는 더 짧으므로 주홈과 부홈의 구분이 잘 안된다.

 

3. 다른 형태의 DNA 구조 - Z 나선 ( Z helix, Z형 )

1. Z 나선은 DNA의 1차 구조에 G와 C가 교대로 나타나는 경우에 생긴다.

2. Z 나선의 특징

(1) 지그재그 사슬 골격 구조

(2) 좌회전성 ( left-handed )나선 이다.

(3) 1회전에 12개의 염기쌍

(4) B 나선보다 더 길고 홀쭉해 보인다.

(5) B form에 대한 단순한 거울상이 아니며, Z-DNA에는 홈이 하나만 존재한다.

 

4. DNA의 1차, 2차, 3차 구조

1. 1차 구조 : 공유결합인 인산 이 에스테르 결합으로 형성된 뉴클레오타이드의 서열

2. 2차 구조 : 중합된 뉴클레오타이드에 의해 형성되는 규칙적이고 안정한 나선구조

(1) A form

(2) B form

(3) Z form

3. 3차 구조

(1) 세균의 핵양체와 진핵세포의 핵에서 큰 염색체가 복잡하게 접혀 있는 구조

(2) Supercoil : DNA가 단백질과 결합되어 있는 형태로 초나선을 형성한다. 단백질이 3차 구조를 통해 접히듯이 DNA 사슬도 접힐 수 있으며 이러한 이중 나선의 꼬임과 감김을 Supercoiling이라 한다.

(3) DNA는 주로 음성 초나선 형태로 나타나는데 이러한 초나선 구조를 형성하는 데에는 위상이성질화효소( topoisomerase )가 관여한다.

(4) 음성 초나선 구조는 이중 나선을 푸는 힘으로 작용하며, 양성 초나선 구조는 더 감는 힘으로 작용한다.