답변 내역

DNA 바이러스에 비해서 RNA 바이러스의 변이가 빈번하게 일어나는 이유는 유전물질을 RNA 형태로 가지고 있기 때문입니다. 사람을 포함한 모든 생명체는 DNA를 유전물질로 가지고 있는데요, 반면 바이러스의 일부분은 유전물질을 RNA 형태로 가지고 있습니다. RNA 바이러스가 자신의 유전물질인 RNA를 복제하기 위해서는 RNA를 DNA 형태로 역전사시킨 후에 다시 전사를 해서 만들게 되는데요 이 과정에서 오류가 쉽게 발생하며, DNA 복제와는 다르게 RNA 복제 시에는 잘못된 염기가 위치하더라도 이를 교정할 수 있는 능력이 없기 때문에 많은 돌연변이가 발생하게 되는 것입니다.

네, DNA와 RNA는 세포를 이루는 거대분자의 일종인 핵산에 속합니다. DNA는 주로 유전정보를 암호화하는 역할을 하며 RNA는 주로 유전정보의 전달 역할을 합니다. 또한 DNA와 RNA는 서로 상호작용을 하는데요, 우선 DNA의 복제 과정에서는 3'말단을 제공해줄 염기가 필요한데 이때 RNA primer가 이 역할을 하며 상보적인 DNA 서열에 결합합니다. 또한 유전정보를 전달하기 위한 mRNA를 만들기 위해서는 DNA에 RNA polymerase가 결합하여 자신이 결합한 DNA와 상보적인 서열의 RNA를 합성하게 됩니다.

DNA가 이중나선 구조일 것이라고 최초로 제안한 사람은 1953년도에 국제학술지 네이처에 논문을 제시한 제임스 왓슨과 프랜시스 크릭인데요, 이들은 로잘랜드 프랭클린의 X선 회절 사진을 기반으로 서로 역평행한 서열의 DNA가 이중가닥을 이룰 것이라는 제안을 했습니다.

DNA는 1869년 스위스의 프리드리히 미셔가 처음 발견했는데요, 그는 세포 핵 안에서 발견된 산성 물질이라는 의미에서 이 DNA를 뉴클레인이라고 불렀습니다. DNA를 최초로 발견한 것은 미셔이지만 이보다 중요한 DNA가 이중나선 구조임을 밝힌 사람은 1953년도에 학술지에 논물을 제시한 제임스 왓슨과 프랜시스 크릭입니다.

DNA 복제는 DNA polymerase라고 하는 중합효소에 의해 진행되는 과정입니다. 우선 DNA는 이중나선 구조로 존재하기 때문에 복제가 진행되기 위해서는 두 가닥이 서로 분리되어야 하는데요, 이 과정은 Helicase라고 하는 효소에 의해 가능합니다. Helicase에 의해 양 가닥이 분리되면, Primer라고 하는 짧은 핵산 가닥이 DNA의 양 말단에 결합하여 3'-OH를 제공해줍니다. 그러면 DNA polymerase가 이를 인지하고 상보적인 서열에 맞는 염기를 중합하여 서로 동일한 2개의 DNA가 만들어지는 것이지요. 이러한 복제 방식을 '반보존적 복제'라고 합니다.

DNA 복제 마지막 단계에서 RNA 프라이머가 제거되었을 경우에는 더이상 3'말단을 제공해줄 수 있는 프라이머가 존재하지 않기 때문에 양 말단이 오버행 구조로 존재하게 됩니다. 하지만 이렇게 되면 유전정보가 소실될 수 있는데요, 이를 방지하기 위해 염색체의 양 말단에는 반복서열인 텔로미어 서열이 존재하여 세포분열이 지속될 때마다 짧아지더라도 유전정보의 소실이 잃어나지 않게 하는 것입니다.

DNA란 생명체를 구성하는 거대분자인 핵산의 일종으로 생명체의 유전정보를 암호화하는 분자를 말합니다. DNA를 구성하는 기본단위는 '뉴클레오티드'인데요, 뉴클레오티드는 인산: 당: 염기가 1: 1: 1의 비율로 구성되어 있습니다. DNA의 당은 오탄당의 일종인 디옥시리보오스이고, DNA의 염기는 아데닌, 구아닌, 시토신, 티민입니다. 사람마다 어떤 염기서열을 가졌는지에 따라 서로 다른 유전정보를 가지게 되는 것이며, 이러한 차이로 인해 신원 확인을 할 수 있는 것입니다.

DNA와 RNA는 둘 다 '핵산'에 속하는데요, DNA가 주로 유전정보 저장의 역할을 한다면, RNA는 유전정보의 전달 역할을 합니다. DNA는 이중나선 구조를 이루며, DNA의 오탄당은 디옥시리보오스이고, DNA의 염기는 아데닌, 구아닌, 시토신, 티민인데요, RNA는 단일 가닥을 이루며 RNA의 오탄당은 리보오스이고, RNA의 염기는 아데닌, 구아닌, 시토신, 우라실이라는 차이를 가집니다.

DNA가 이중가닥인 가장 큰 이유는 유전정보를 보호하기 위함입니다. RNA는 주로 유전정보를 전달하는 목적이기 때문에 단일가닥으로도 충분하지만 DNA의 주된 목적은 유전정보 암호화인만큼, 정보가 소실되지 않는 것이 중요합니다. DNA의 유전정보는 DNA의 기본단위인 뉴클레오티드의 염기서열을 통해 저장이 되는데요, 이 염기를 DNA의 내부에 보호하기 위해 두개의 가닥이 서로 역평행한 구조를 이루어 내부에는 염기가 보호되고, 외부에는 인산-당 골격이 위치하게 되는 것입니다.

DNA 합성을 통한 변종 생물을 만드는 것은 가능합니다. 유전자 변형 생물인 GMO 역시 A라는 생명체가 가지고 있던 유전자를, 이 유전자를 가지고 있지 않은 B라는 생명체에 주입하여 새로운 생명체를 만드는 것이니까요. 이외에도 호랑이와 사자를 교배하여 새로운 생명체인 라이거나 타일라이거를 만드는 것도 가능합니다.