DNA의 구조 · DNALab

사진 51

1952년 프랭클린은 가는 섬유로 늘인 DNA에 X선을 쬐어 유명한 사진 51을 찍었다. 'X'자 모양의 십자이며 위아래에 강한 반점이 있다.

오른쪽 필름의 왼쪽 절반은 여러분이 설정한 나선으로 계산한 회절 무늬이고, 오른쪽 절반은 실측 무늬이다. 나선 간격, 한 바퀴의 염기쌍 수, 반지름, 가닥 수를 조절해 두 절반을 맞춰 보자 — 왓슨과 크릭처럼 사진에서 DNA의 모양을 읽어 낼 수 있다.

X자 모양은 DNA가 나선임을 보여 주고, 위아래의 강한 반점은 이웃한 염기쌍 사이의 거리 0.34 nm에 해당하며, X의 벌어진 각도에서 나선 간격과 지름을 알 수 있다.

DNA 모형 만들기

DNA의 기본 단위는 디옥시뉴클레오타이드로, 인산, 디옥시리보스, 질소 염기가 한 분자씩 모여 이루어진다. 왼쪽의 가닥 I은 이미 만들어져 있으니, 먼저 디옥시뉴클레오타이드 하나를 조립하고 다른 가닥을 완성하자.

두 가닥의 염기는 상보적 염기쌍 규칙에 따라 수소 결합으로 연결된다: A는 T와, G는 C와 짝을 이룬다. 일부러 틀려 보자 — 퓨린끼리는 너무 넓고, 피리미딘끼리는 너무 좁다.

마지막으로 가닥 II의 방향을 정하고 '사다리'를 오른나사 이중 나선으로 꼰다.

DNA 이중 나선의 구조

DNA는 두 개의 역평행 디옥시뉴클레오타이드 가닥이 꼬여 이중 나선을 이룬다. 디옥시리보스와 인산이 번갈아 연결되어 바깥쪽에 늘어서 기본 골격을 이루고, 염기는 안쪽에 늘어서 두 가닥의 염기가 수소 결합으로 염기쌍을 이룬다.

모형은 X선 결정 구조(PDB 1BNA)로 만들었다. 염기쌍을 누르면 수소 결합이 보인다: A–T 사이에 2개, G–C 사이에 3개.

오른쪽에서 서열을 고치면 읽은 값이 샤가프 규칙을 바로 확인해 준다: A = T, G = C, 퓨린 수 = 피리미딘 수.

형성 평가

세 가지 주제를 되돌아보고 아래 객관식 문제를 풀어 보자.