[ 가축육종학 ] 유전 물질

유전자의 구조와 기능

유전자는 DNA의 일부분을 말한다. DNA는 뉴클레오타이드가 굉장히 많이 연결되어 이루어져 있다. 유전자는 이 DNA 중에서 유전 정보를 가지고 있는 구역을 일컫는다.

 

DNA는 뉴클레오타이드라고 하는 물질을 기본 단위로 한다. 뉴클레오타이드는 인산+당+염기로 이루어져 있다. 이 때, DNA를 구성하는 당은 디옥시리보스이고, 염기는 아데닌(A), 구아닌(G), 사이토신(C), 타이민(티민, T)으로 이루어져 있다. 이 부분에서는 인산, 당, 염기의 비율이 1:1:1이라는 점을 반드시 기억해야 한다.

 

RNA 역시 뉴클레오타이드라고 하는 물질을 기본 단위로 한다. 그러나 RNA를 구성하는 당은 리보스이고, 염기는 아데닌(A), 구아닌(G), 사이토신(C), 우라실(유라실, U)으로 이루어져 있다.

 

인산과 당은 공유 결합, 염기와 염기는 수소 결합으로 이루어져 있다. 타이민(T)는 아데닌(A)과 결합하고, 구아닌(G)은 사이토신(C)와 결합한다. 이렇게 반드시 정해진 염기와 결합해야하는 것을 상보적 결합이라고 한다.

 

DNA는 이중 나선 구조로, 인산+당+염기로 이루어진 뉴클레오타이드가 두 줄 연결되어 있는 모양을 가지고 있다. 이들 염기 중, 아데닌과 구아닌은 퓨린, 사이토신과 티민, 우라실은 피리미딘 염기로 분류된다.

 

DNA는 이중 나선 구조로 이루어져 있기 때문에, 자연적인 분해나 효소에 의한 분해에 잘 견딜 수 있다. 또한 손상되어도 반대쪽의 상보적인 결합으로 이루어진 가닥을 이용해 복구가 가능하다.

 

RNA는 단일 가닥 구조로, 인상+당+염기로 이루어진 뉴클레오타이드가 한 가닥만 있는 모양이다. RNA는 주로 DNA의 유전정보를 전사하여, 핵 밖의 리보솜과 결합하여 단백질을 만드는 역할을 한다.

 

RNA는 단일 가닥 구조로 이루어져있기 때문에, 자연적인 분해나 효소에 의한 분해로부터 잘 견디지 못한다. 불안정한 구조를 가지고 있어 회복이 거의 불가능하다.

 

사람의 몸에는 46개의 유전자가 있다. 이들 중 44개의 유전자는 남녀가 공통으로 가지고 있는 상염색체이다. 남자에게는 XY, 여자에게는 XX로 나타나는 염색체는 성염색체이다. 이를 통해 성별을 구분할 수 있다.

 

DNA는 생명체를 구성하는 단백질을 만들 수 있는 유전 정보를 가지고 있다. 세포(모세포)가 분열할 때 DNA가 복제된 후, 새롭게 만들어진 세포(딸세포)로 같은 유전정보를 전달해준다. DNA는 유전 물질의 저장, RNA는 유전 정보를 발현할 때 (단백질을 합성할 때) 사용된다.

 

유전자의 발현 과정

DNA로부터 mRNA가 만들어지고, mRNA로부터 단백질이 만들어지는 과정을 중심 이론(Central Dogma)라고 한다. 이렇게 만들어진 단백질에 의해 형질이 나타나는 과정을 형질 발현이라고 한다. 

 

핵 속의 DNA로부터 만들어진 RNA를 mRNA라고 한다. 그리고 DNA로부터 mRNA를 만드는 과정을 전사(Transcription)라고 한다. 이 과정에서 전사 요소(Transcription Factor)에 의해 mRNA가 만들어진다.

 

이렇게 만들어진 mRNA가 세포 밖의 리보솜과 결합하여 단백질이 만들어지는 과정을 번역(Translation)이라고 한다.

 

일반적인 생물학에선 이보다 더 어려운 내용, 혹은 분자적인 수준까지의 공부를 요하나, 축산 기사를 위한 공부는 여기까지만 해도 충분하다.

 

염색체의 구조와 기능

염색체는 유전 물질이 실타래처럼 뭉쳐진 모양을 일컫는다. 세포 분열이 일어나지 않을 때에는 유전 물질은 가느다란 실 모양의 염색사의 형태로 존재한다. 세포 분열이 일어나기 시작하면서 유전물질은 이동에 용이한 형태를 갖추기 위해 뭉쳐지게 된다.

 

염색체는 막대 모양으로 이루어져있으며, 유전 정보를 가진 물질이 가장 많이 존재한다. X 모양으로 이루어져있다.

 

염색체는  DNA와 히스톤 단백질로 이루어져있다. DNA가 히스톤 단백질을 두바퀴 반 감고 있는 형태를 뉴클레오솜이라고 한다. 각 뉴클레오솜은 DNA로 연결되어 있고, 이들이 뭉쳐 염색사가 만들어진다. 염색사가 뭉쳐지면 염색체를 만든다.

 

염색체에는 유전정보를 가지고 있는 부분인 엑손(Exon)과. 유전 정보가 아닌 부분인 인트론(Intron)으로 이루어져있다.

 

다음 게시글에서는 염색체의 구조를 사진과 함께 같이 설명함과 동시에, 세포 분열에 대해 포스팅하고자 한다.