I. DNA 복제와 유전자발현
■ 용어정리
Gene Expression = Transcription + Translation
- Transcription(전사) : 주형 DNA에서 RNA를 만들어내는 과정
- Translation(번역) : 전사된 RNA의 코돈을 인식해서 단백질을 만들어내는 과정
- Replication : 주형 DNA를 그대로 복제하는 과정
- Reverse transcription : RNA에서 DNA를 만드는 과정, 사람의 경우 X 일부 바이러스에서만 가능함.
■ Transcription VS Replication
| Gene Expression(전사&번역) | DNA Replication |
| - 생명활동에 필요한 단백질을 생산하는 과정 - 조직마다 다름 |
- 세포 분열을 위해 DNA를 복제하는 것 - 모든 조직에서 같음 |
| - DNA에서 RNA를 만들어내는 과정 - RNA는 DNA 대비 작은 크기 |
- DNA에서 DNA를 만들어내는 과정 - DNA 크기 >> RNA 크기 |
| - M기를 제외하고는 항상 가능함(Interphase) | - S기에만 가능함 |
| - Translation 과정은 세포질에서 일어남 | - 복제의 전과정은 세포핵 내에서 일어남 |
| 사용되는 핵산, 효소의 종류가 다르다. | |
II. Replication Cycle (세포분열 주기)
■ 세포 분열 주기
■ 세포분열주기와 해당되는 항암제의 기전(Chemotherapy and target cell cycle)
| 세포주기 | 약물과 그 기전 | 사용 |
| S기 | 5-fluorouracil: thymidylate synthase inhibitor ☞ dUMP → dTMP 전환억제, Thymine 부족 유발 Methotrexate: dihydrofolate reductase inhibitor ☞ 엽산의 재활용 억제 |
solid tumor solid tumor, leukemia, autoimmnue disease |
| G2기 | Bleomycin ☞ 부작용 : pulmonary fibrosis (cf. amiodarone) |
Hodgikin's lymphoma, non-Hogikin's lymphoma |
| M기 | Paclitaxel : microtuble 억제 Vincristine : mitotic spindle 억제 |
|
| 비특이적 세포주기 |
Cyclophosphamide Cysplatin |
III. 뉴클레오티드의 구조와 종류
■ Nucleoside & Nucleotide
Nucleoside = 염기 + 당
Nucleotide = 염기 + 당 + 인산
DNA는 3'-5' phosphodiester bond로 연결된다.
이중가닥 DNA는 anti-parallel 한 방향으로 구성된다 (한쪽가닥이 3'→'5' 방향 이면, 반대편가닥은 5' → 3' 방향임)
■ 염기(Base)
A = T : 염기 간 이중 수소결합
C≡G : 염기 간 삼중 수소결합
▶ 퓨린(Purines)
- 아데닌(Adenine), 구아닌(Guanine) = 두 개의 Ring
- 아데닌에서 아미노기(NH2)가 없어지면 구아닌
- 퓨린합성에 필수적인 아미노산 : Glycine, Aspartate, Glutamine (GAG)
▶ 피리미딘(Pyrimidines)
- 사이토신(Cytosine), 유라실(Uracil), 타이민(Thymine) = 한 개의 Ring
- 사이토신에서 아미노기(NH2)가 없어지면 유라실
- 유라실에서 메틸기(CH3)가 생기면 티아민
※ 5-Fluorouracil의 작용기전
thymidylate synthase 억제: DUMP → DTMP (유라실에서 티아민으로 전환하는 효소)
▶ Chargaff's rule (샤가프의 법칙)
% A = % T(% U)
% G = % C
% 퓨린 = % 피리미딘
■ deoxyribose vs oxyribose
2' 자리에 OH기가 있으면 oxyribose : RNA
2' 자리에 OH기가 없으면 deoxyribose : DNA
■ 연습문제 : 어떤 뉴클레오타이드일까요?
정답. dTMP (deoxythymine monophosphate)
해설.
염기의 ring이 하나 이므로 피리미딘계열(C, U, T) 그중 CH3(메틸기)가 존재하므로 염기는 Thymine
2' 자리에 OH가 없으므로 당은 deoxyribose
인산은 하나만 있으므로 monophosphate