[왓슨 분자생물학] 4장 DNA 구조
4.1 DNA 세부 구조
5) 이중나선의 안정화
- 염기간의 중첩, 소수성 상호작용
6) 수소결합의 이차적 역할
- A:C 불화합성
7) 특정 염기의 돌출 (안좋음)
- 돌출 시, 염기를 메틸화 시키거나 해서 DNA 수선
- DNA는 매우 유동적이라서 발생함
8) DNA는 오른손 방향
- 작은 홈⋅큰 홈이 있다. 큰 홈이 정보제공, 연구 많이 됨
9) 작은 홈⋅큰 홈
- 2개 당이 이루는 각도: 작은홈 120도, 큰홈 220도
- 큰 홈 염기쌍의 작용기 패턴이 특이적 (AADH는 G≡C, HDAA는 C≡G) 알아보기 쉽다.
- A: 수소결합수용체, D: 수소결합공여체, M: 메틸기, H: 비극성수소
- 이중가닥이 여리지 않아도 서열을 알 수 있다. (효소들이 알아본다)
10) DNA 구조
- B형 구조: 오른손, 높은 습도, 10bp, , 글리코시드 anti구조
- A형 구조: 오른손, 낮은 습도, 11bp (응축), 프로펠러 꼬임, 글리코시드 anti구조
- Z형 구조: 왼손, 12bp (매우응축) , 글리코시드 syn(구아닌)
12) DNA 가닥분리
- 높은 pH⋅가열 시, 이중가닥 분리 (가역적)
- 혼성화(hybrid) 가능
- 100도 이상시 흡광도 크게 증가. 40% 추가 더 흡수, 염기 중첩이 없어져서 발생
13) 일부 DNA는 원형
- 플라스미드. 어떨 때는 선형이 될 때도 있다.
4.2 DNA 위상학
- 초나선 시 풀림이 쉬워진다.
- 선형: 이중나선 정도 조절 가능
- 원형: 당-인산골격이 끊겨야 가능. 나선 조절 불가. → 공유결합상 닫힌 원형(cccDNA)
위상학적으로 한정됨
1) 고리수와 초나선
- cccDNA 분리: topoisomerase(초나선이 더 꼬이게 함. 그래야 풀림)
- 고리수 = 초나선 + 꼬임(1가닥이 다른 가닥을 감는 수)
- 초나선 형태: 서로 휘감긴 초나선, 원통형
- LK0: 초나선 꼬임 없는 고리 수 = 염기쌍 수 / 10.5bp
2) 초나선 꼬임
- DNase I: 초나선 제거
- ΔLK = LK - LK0 ( ΔLK ≠ 0 , 초나선 꼬임이 되어있다.)
- 음성초나선꼬임: DNA 분리에 필요한 자유에너지 저장
3) 뉴클레오솜
- DNA + 히스톤 (DNA가 2바퀴), 원통형(=나선형), 왼손방향(=음성초나선꼬임)
4.3 위상이성화효소(Topoisomerase)
- 초나선꼬임의 DNA를 이완시킬 수 있다. 일시적으로 절단 후 고리수의 변화를 주고 이중가닥 결합
1) 위상이성화효소 종류 (I형, II형)
- I형: 이중가닥 중 한 가닥 자르고, 잘리지 않은 DNA를 통과 후 재결합. ATP 필요없음
- II형: 일시적으로 이중가닥 절단. 잘리지않은 DNA 통과 후 재결합. ATP 필요함
2) 원핵생물의 위상이성화효소
- DNA gyrase : ToPo II형
3) 위상이성화효소의 기능
- DNA 매듭 풀기. 엉킨 DNA 풀기 (Topo II)
- DNA 고리 연결⋅분리 (Topo II) - 세포분열에 필수. DNA 단일가닥에 틈이나 간격이 있다면 I형도 가능
4) 위상이성화효소 기작
- 단백질-DNA 공유결합 중간체(티로신) 사용(ATP 필요없음) → DNA 자르고 재결합
- 티로신 잔기가 DNA의 인산이에스테르 결합을 공격 (티로신-잘린DNA결합) → DNA 절단 → 3‘-OH가 인산이에스테르 결합을 다시 공격 → 재결합
- 티로신 잔기가 표적 DNA 와 결합 → 인산-티로신 결합(인산이에스테르 결합에너지 보존)
- Topo II 효소는 ATP 요구: 효소-DNA 복합체 입체구조 변화촉진에 사용 (DNA절단,재결합에 쓰이는 건 아님)
- Topo I 효소의 이완: 두 가닥중 한 가닥에 결합 → 더 꼬임 → 이완 잘됨 → DNA 한 가닥은 티로신 중간체 근처의 Topo I효소 틈에 결합 → DNA 절단(1가닥) → 절단부위의 간격을 늘림(구조변화1) → 잘리지 않은 가닥은 그 간격을 통과하여 단백질 내 DNA 결합자리에 결합 → DNA 재결합(OH 말단 공격) → DNA 방출(구조변화2)
5) DNA 위상이성체 분리 → 전기영동으로 확인 가능
- 꼬일수록 전기영동상에 빨리 내려감. 이완될 수록 느리게 내려감
6) 에티듐 이온 (EtBr)
- 크고 편평한 여러 개의 링을 가진 양이온
- DNA 사이에 삽입 가능하여 26도 만큼 DNA를 풀리게 한다 → DNA 꼬임 감소( - → +)
- 에티듐을 더 넣으면 양성 초나선꼬임이 된다.
참고문헌 : Watson. (2014). 왓슨 분자생물학(7판). (주)바이오사이언스출판