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[감동] DNA 5` to 3`

이제는말할수있다 2023.03.04 22:32:52
ATP, GTP, CTP, TTP를 묶어서 NTP라고 부릅니다.
이것들은 DNA 중합시에 그 가닥에 붙으면서 2개의 인산기를 떼어내면서 붙습니다.
인산기가 떨어져 나갈 때에 방출되는 에너지가 DNA 합성의 원동력이 된다는 것입니다.
이 인산기는 ribose의 5' 탄소 쪽에 붙어있습니다. (DNA와 ATP의 구조식을 떠올리시면 됩니다.)

복제가 5' 에서 3' 쪽으로 일어난다면(정상) 새로 붙는 단일 뉴클레오타이드에 붙어있는 인산기가 떨어져 나가면서 DNA 사슬의 3'-OH에 붙어 DNA 합성이 일어날 것입니다.
복제가 3' 에서 5' 쪽으로 일어난다면 이미 중합이 진행되고 있는 DNA 끝에 인산기 세개가 남아있는 구조가 될 것이고, 그것이 분해되면서 새로운 뉴클레오타이드가 DNA에 연결되는 식으로 DNA 중합이 일어날 것입니다.

이 부분이 이해가 안가신다면 그림을 차근차근 그리면서 생각해보시길 바랍니다.
쉽게 말해, 5'에서 3' 방향이라면 새로 붙는 뉴클레오타이드에 있는 인산기가,
3'에서 5' 방향으로 복제가 된다면 이미 사슬이 된 DNA에 있는 인산기가 떨어지는 에너지가
DNA 중합의 원동력이 된다는 것입니다.

이 차이를 이해하셨다면 그 다음으로 생각하셔야 할 것이 '복제 오류에 대한 교정 작업'입니다.
DNA 복제 중에 오류가 생기고 그것을 복제 중간에 발견했다면,
그 DNA는 오류가 생긴 곳 까지 다시 분해를 하고 DNA를 재합성합니다.

복제 방향이 3'에서 5' 방향이라고 가정해봅시다.
위에서 이해했듯이, DNA 합성의 원동력은 이 경우 합성되고 있는 DNA의 5' 말단에 존재하는 3개의 인산기가 떨어져 나가는 힘입니다.
그런데 오류가 일어나서 다시 분해를 하고 들어간다고 생각해봅시다.
분해를 해놓고 보면, 그 DNA의 5' 말단에는 인산기가 하나밖에 존재하지 않게 됩니다.
다시말해 교정 후에 다시 복제를 할 수가 없다는 이야기입니다.

하지만 5'에서 3' 방향으로 복제가 진행 될 경우 위에서 알 수 있었듯이 복제 원동력은 새로이 붙는 NTP에 존재하는 인산기입니다.
교정 작업을 위해 DNA를 분해했다고 해도, 에너지 원은 DNA 사슬이 아니라 NTP에 있으므로 에너지 원이 고갈되는 일 없이 정상적으로 DNA 중합을 다시 진행할 수 있습니다.

이런 차이 때문에 DNA 중합은 5'에서 3' 방향으로 진행되는 것으로 결정된 것입니다.



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