라이츄 과학츄

|  일단 큰 틀은 생물학(그냥 본인 전공 관련해서), 과학을 벗어나지는 않습니다.

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아니 ㅋㅋㅋㅋㅋ 실험기기에 연결된 마우스 가출했어요 ㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋ 
뭐여 이 남정네들 쓰고 좀 제자리에 똑디 갖다둘것이지말이야... ㅡㅡ (어제 누가 쓰고 안 갖다둠) 
 

 

네 여러분 오늘의 토픽은 센트럴 도그마와 4대 블로팅입니다. 사실 4대 블로팅에 대해 설명을 하려면 센트럴 도그마에 대한 설명이 좀 필요하죠. 

그나저나 자연스럽게 주 2회가 된 거 같은데 11월 한달동안은 최대 주 2회입니다...OTL 

그러니까 지금 놀고 앉아있다 이 얘기입니다 

 

1. 센트럴 도그마란? 

어 이거 들어보신 적 있을건데요... 

 

DNA의 구조가 이중 나선이라는 걸 발견한 사람은 왓슨&크릭이라고 알고 계셨겠지만 사실 다른 사람입니다. X레이로 DNA를 촬영한 구조 사진(아래 있음)은 로절린드 프랭클린이라는 분 작품인데 코웍하시는 분이 맘대로 갖다 쓴거죠. 그래서 DNA의 발견자에서 프랭클린은 묻히게 된 겁니다... 윌킨슨 나쁜식기. (윌킨슨이 코워커) 

 

Rosalind_Franklin_Plate_1_DNA_B_form_1000.jpg
이게 그 DNA 사진입니다. (출처: https://askabiologist.asu.edu/Rosalind_Franklin-DNA)
 
센트럴 도그마는 아마 왓슨인가 크릭이 제창한 걸로 기억하는데 누군지는 가물가물하네요. ㅇㅅㅇ 
 
자! 그래서 센트럴 도그마란 무엇인가... 라고 묻는다면, 유전자가 발현될 때는 DNA->RNA->단백질(이후 PTM) 과정을 거친다는 겁니다. 사실 여기에 위배되는 케이스도 있어요.  
 
2. 센트럴 도그마의 각 단계
위에서 센트럴 도그마는 DNA-RNA-단백질 그리고 PTM으로 되어 있다고 했죠? 이건 에블바리 모든 생물둘이 다 똑같은데 균이랑 우리랑 단계 거치는 데랑 단계 진행하는 데가 다른 것 뿐이예요. 일단 균은 PTM따위 거치지 않아요. 그리고 박테이라는 원핵생물이라 핵(정으니의 그 핵 아님)이 없습니다. (사람은 진핵생물이죠)
 
센트럴 도그마의 각 단계는 이러합니다. 
1) DNA-RNA: 전사워리어 아니긔(Transcription)
2) RNA-protein: 번역(Translation)
3) PTM: 번역 후 수정 과정
사실 이 중간에 뭐가 있긴 해요. 
 
2-1. 전사 
워리어 아니라규 
 
전사 단계에서는 RNA polymerase가 와서 DNA를 mRNA로 바꿔 줍니다. 여기서 인간과 박테리아의 차이는 
1. 진핵생물(사람)의 경우 핵 안에서 mRNA를 합성한 후 모자 꼬리 씌우고 splicing을 통해 인트론(씨잘데기 없는 부분)을 잘라낸 후 핵 밖으로 나간다 
2. 박테리아는 핵이 없어서 그냥 박테리아 몸 안에서 전사하고 번역도 거기서 합니다. (splicing도 안 함) 
이 정도가 되겠습니다. 
 
mRNA에 모자는 뭐고 꼬리는 뭥미? 그리고 인트론은 뭔가요? 지금부터 설명 들어갑니다. 
일단 mRNA에 모자와 꼬리가 있어야 밖으로 나갔을 때 세포질에서 안 뽀사지고 무사히 번역이 될 수 있습니다. 이게 없으면 세포질로 나가자마자 뽀사져서 발현을 못 해요. mRNA를 필요한 만큼 번역하고 나면, 이 모자(5' capping)와 꼬리(3' poly A-tail)는 떨어지게 되고, 그러면 RNA 분해 효소가 어 저거 쓸데 없는거다! 해서 분해를 하게 됩니다. 
 
인트론은 유전자에서 번역이 되지 않는 부분을 말해요(전사는 되는데 잘림). 반대말인 엑손이 실제로 전사 후 번역까지 되는 부분이라면 인트론은 전사까지는 되는데 pre-mRNA(모자 꼬리 없는 상태의 mRNA)에 모자 꼬리 씌울 때 잘려 나갑니다. 이게 때에 따라서는 안 잘리고 같이 발현이 되기도 해요. 풀때기의 경우 스트레스 상태(흙이 짜거나 춥거나 덥거나 벌레먹거나)일 때 발생하기도 하고, 사람의 경우 항체 중 일부(아마 Ig G, D, E일듯)가 이런 과정을 거쳐서 만들어 집니다. 
 
아무튼 여기서 결론은 뭐냐면, 전사는 DNA를 RNA, 즉 번역이 가능한 mRNA로 만들어서 다음 단계를 진행하는 겁니다. 
 
2-2. 번역
사실 이건 균이나 사람이나 또이또이 샘샘입니다. ㅇㅅㅇ 
 
머리꼬리 달고 밖으로 나온 mRNA를 지나가던 리보솜이 붙잡습니다. 

 

2017-09-08 17.24.08.png
종잇장 들고 있는 게 리보솜이고 그 옆에 있는 건 코돈에 맞는 아미노산을 배달하는 tRNA그러니까 셔틀입니다. 

 

코돈이라는 건 별 거 없고 리보솜의 언어라고 생각하시면 간단합니다. 염기 네 개(AUGC)를 조합해서 지지고 볶으므로 총 64개가 있습니다. (DNA는 티민을 쓰는데 RNA는 우라실을 씁니다. 저거 오타 아니긔) 64개 중 세 개는 번역을 멈추라는 종료 코돈이라서, 이 코돈을 만나면 tRNA가 아미노산을 데려오는 게 아니라 번역 끝내고 이제 단백질이 접힘을 마무리하게 됩니다. (UAG UAA UGA) 

 

어, 근데 아미노산은 궁뎅이에 붙은 side chain에 따라 20개가 있다고 했는데 이거 그럼 남는 건 어쩌죠? 라고 하시는 분들... 걱정 마세요. 한 개의 아미노산을 여러 코돈이 지정하는 경우가 있습니다. 

 

스크린샷, 2017-11-09 11-47-22.png
(코돈 테이블, 출처: https://en.wikipedia.org/wiki/Genetic_code#RNA_codon_table)
 
mRNA에는 저런 시퀀스가 있는 거고, 64개의 코돈에 상보적인 시퀀스인 안티 코돈이 있는데 tRNA가 이걸 하나씩 가지고 있는 겁니다. 마치 글쇠와 같죠. 어 근데 저기 테이블에 세글자 한글자는 뭐냐고요? 그리고 오른쪽에 저건 또 뭐냐고요? 아미노산인데요?? 맨 위의 표를 보시면 Phe/F Phenylalanine 이렇게 되어 있잖아요? 왼쪽부터 차례대로 세글자 약어/알파벳 약어/아미노산의 풀네임입니다. (저거 외우기 은근 그지같음) 
 
참고로 지나가던 리보솜이 저걸 번역 할 때는 모자 앞쪽부터 바로 번역하는 게 아니예요. 위 테이블을 보시면 AUG라고 있을 거예요. Met/M, 메티오닌이 바로 번역의 시작점입니다. 코딩으로 치자면 헬로우 월드와 같은 거죠. AUG부터 시작해서 그 다음 염기 세개, 세개, 이렇게 묶어서 tRNA가 아미노산을 가져다 주면 그걸 잇고, 잇고, 잇다가 종료 코돈을 만나면 번역을 멈추게 됩니다. 종료 코돈은 세미콜론인 듯 
 
즉 번역 과정에서는 전사 과정에서 만든 mRNA를 바탕으로 아미노산을 가져와서 주르륵 이은 다음 접어서(지들이 알아서 접혀요) 단백질을 만듭니다. 
 
2-3. PTM
이건 솔직히 생소하다 손? 어우 많네... 
사실 박테리아는 이런거 안 합니다. 사람이 하는거...... 
 
자, 그럼 PTM에 대해 설명하기 전에... 혈액형이 어떻게 결정지어지는 지 아는 사람? 어우 이것도 모르는 분들이 계실 리가...... 3_3 있네요...... 
혈액형은 우리의 산소셔틀 적혈구의 표면에 붙어 있는 당에 따라 달라집니다. 당이 A형 당, B형 당 이렇게 있는거죠. 그럼 O형은? 둘 다 없긔. AB형은? 둘 다 있긔. 그래서 A형인 사람이 B형 피를 수혈받으면 우리의 면역계는 B형의 당이 남의 것(...)이기 때문에 적혈구를 공격, 그래서 적혈구가 개박살납니다... 그래서 수혈은 혈액형 맞춰서 해야 하고요. RH +-여부도 당연히 맞춰야죠. 
 
아무튼, 적혈구에 붙어 있는 당이라... 그럼 이렇게 당이 붙는 단백질도 있다는 얘기겠네요? 그렇습니다. PTM에서는 리보솜에서 갓 아미노산을 이어붙인 다음 접고 접고 접접접접저저저저저저저저 접은 단백질에 당이나 다른 것들을 붙인 다음EDM 뭔데 각 세포소기관(...) 및 배송처로 택배를 보내게 됩니다. 아, 택배도 번역 후에 보내요. 송장도 붙여요. (물론 우리가 생각하는 그런 송장은 아님) 즉 PTM... 그러니까 번역 후 수정 과정은 말 그대로 번역을 통해 만들어 진 단백질에 뭔가 수정을 하는 거죠. 이것까지 완료되면 골지체를 거쳐 각 세포 소기관으로 택배를 부치는 겁니다. 미토콘드리아씨 택배요 착불이예요 아니 이 골지체가 
 
3. 4대 블로팅

 

2017-09-08 17.28.44.png
일단 여러분 빵터지실 준비 하시고... ㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋ 
저기 보면 어디서 많이 본 기호가 보이시죠? 네... 지도에 그거욬ㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋ 
그리고 남쪽이랑 북쪽에는 뭔가 비슷한 게 있죠? ㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋ 아이고 죄송합니다 여기서 터지면 안되는데...ㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋ 
 
저게요 ㅋㅋㅋㅋㅋㅋ 남쪽에 저게 왜 있게요 ㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋ 저기요 그만 웃어요 웃다가 죽겠어요 
남쪽에 있는 거 DNA고 저 블로팅 이름이 서던 블로팅입니다...... 네. Southern이요...... 그 서던... '남쪽' 할 때 그 서던 맞습니다... 
서던 블로팅은 만든 사람 이름이 서던이고, 찾고자 하는 DNA의 짝이 되는 DNA(방사능 동위원소로 표지함)를 이용해서 원하는 DNA를 찾는 겁니다. 
 
그 위쪽이 노던인데...... 이거 사람 이름 아닙니다. 노던 블로팅은 서던 블로팅이랑 비슷하지만 DNA가 아닌 RNA를 찾는 겁니다. 물론 짝궁은 똑같이 DNA겠죠... (안그러면 짝 찾기 전에 다 부서짐) 
 
어 그럼 나머지 두 개는 웨스턴 이스턴인가요? 네... 정답입니다. 이것도 둘다 사람 이름 아닙니다... 서던 양반 지못미 
웨스턴 블로팅은 원하는 단백질을 찾는 겁니다. 그럼 저기 Y자는 뭔가요? 항체요 항체. 근데 항체가 두 개네요? 그리고 밑에 있는 게 위에 있는 항체 궁뎅이를 잡고 있습니다. 그렇습니다. 항체 두 개 씁니다. 각각 1, 2차 항체라고 하는데 1차 항체는 우리가 잡고자 하는 단백질과 결합하는 항체이고, 2차 항체는 1차 항체의 궁뎅이에 결합하는 항체입니다. 그리고 그 뒤에 효소같은 게 붙어 있어서 저걸 필름으로 현상하든 기기로 보든 결과를 확인하는 거죠. 아, 참고로 항원-항체 반응은 매우매우매우 결합력이 좋고 타겟만 잘 찾아가는지라, 항체가 잡고자 하는 부분과 분자 하나라도 뻑나면 항체가 안 잡습니다. 그리고 항체는 비싸죠... 비싸고 까탈스러운 녀석 
 
이스턴 블로팅은 PTM을 추적하는 겁니다. 제가 아까 PTM에서 당이 붙는다고 했는데... 당이 종류가 상당히 많아요. 포도당 갈락토오스(젖당은 포+갈) 엿당 과당...... 그래서 단백질에 뭔 당이 어떤 결합을 하는지를 찾는 겁니다. 당이 줄줄이 소시지처럼 붙을 수도 있고, 어떤 당은 소시지처럼 붙지만 어떤 당은 나뭇가지가 나오듯이 가지를 치는 경우도 있거든요. (대표적인 예가 글리코겐 글리세롤하고 헷갈릴뻔
 
그러니까 4대 블로팅은 거창한 것 없이 남-북-동-서 순으로 DNA-DNA, DNA-RNA(여기가 타겟), 항체-단백질, 당단백질을 찾는 과정인 겁니다. 
그리고 만든 사람 이름이 뭐다? 서던이다... 
 

 

다음 시간에는 일단 배꼽 잡을 준비부터 하고 오세요. ㅋㅋㅋ 

 

제가 위에서 4대 블로팅 중 남쪽에 해당하는 서던 블로팅은 만든 사람 이름이라고 했죠? 노던 웨스턴 이스턴은 다른 사람들이 이거 발견하고 북-서-동 순으로 붙인 겁니다. 왜냐, 발견자가 사람이거든. 그리고 이런 경우가 실로 많습니다...ㅋㅋㅋ 

 

그래서 다음 시간에는 과학자들의 정말 빵터지는 네이밍 센스에 대해 알아보고자 합니다. 

아니 진짜 빵터질 수 있어요. 농담 아니긔. 

 


라이츄 과학츄

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