RNA는 무엇을 의미하는가?
RNA
리보핵산(RiboNucleic Acid, RNA) 은 오탄당의 일종인 리보스를 기반으로 뉴클레오타이드를 이루는 핵산의 한 종류이다. 하나의 나선이 길게 꼬여 있는 구조를 지니며 DNA의 일부가 전사되어 만들어진다. RNA는 단백질을 합성하는 과정에 작용하며 일부 바이러스는 DNA 대신 RNA를 유전물질로 갖기도 한다. 핵염기로 DNA와 달리 티민 대신 우라실을 갖는다. 최근 RNA 스스로 효소와 같은 기능을 가질 수도 있음이 발견되었다. 이것을 리보자임(ribozyme)이라 한다. 전령 RNA
전령 RNA (영어: messenger RNA, mRNA)는 RNA 분자가 화학적으로 암호화된 단백질을 생산하는데 있어서 '설계도'와 같은 역할을 한다. mRNA는 DNA 원형으로부터 전사되고, 유전정보에 암호(코돈)를 부여하여 단백질 합성이 일어나는 장소인 리보솜으로 운반해준다. 이 핵산 중합체는 단백질 중합체 내부의 아미노산을 번역한다. DNA와 같이 mRNA에서, 유전 정보가 뉴클레오타이드의 배열을 결정하는데 있어 코돈의 정렬이 각각 세가지의 염기(화학)로 구성되어 있다. 종결 코돈을 제외(종결 코돈은 염기서열이 UAA, UAG, UGA로 다른 코돈들과 달리, 특정한 아미노산을 암호화 하지않아 단백질 합성이 종결될 수 있다.)한 각각의 코돈이 특정한 아미노산을 암호화하고, 단백질 합성을 끝마친다. 이러한 과정은 두 종류의 RNA가 필요하다. 리보솜 RNA
리보솜 RNA(ribosomal RNA), 줄여서 rRNA는 리보솜을 구성하는 RNA이며, 세포 내 RNA의 약 80%를 차지한다. rRNA는 세포핵 속의 핵소체에서 전사된 후 단백질과 결합하여 리보솜으로 합성된다. rRNA은 세포핵의 핵공을 통해 세포질로 빠져나오며, 이후 단백질과 결합하여 리보솜으로 합성된 뒤, 단백질 합성에 참여한다. 리보뉴클레이스
리보뉴클레이스(Ribonuclease, RNase) 또는 리보뉴클레아제는 리보핵산을 분해해서 올리고뉴클레오티드 혹은 단일 핵산으로 만드는 반응을 촉매하는 효소이다.
대부분의 생물체에 존재하는 효소로, 필요없는 RNA의 제거부터 모든 종류의 세포 내 RNA의 생성과정에 관여하고 있어, 그 기능은 매우 중요하게 인식되고 있다. 또한 몇몇 생물종에서 RNA 간섭이나 RNA 바이러스에 대한 1차 방어 역할도 할 것으로 추정된다. RNA 간섭
RNA 간섭(;RNAi)은 세포 내에서 활성화 상태의 유전자와 그렇지 않은 유전자를 구별하는 역할을 한다. (miRNA)와 (siRNA)와 같은 두 가지의 작은 RNA 분자(small RNA molecules)가 이 현상의 중심에 있다. RNA는 유전자의 직접적인 산물이며, 앞에서 언급된 작은 RNA(이하 small RNA로 표기)들은 다른 RNA에 결합하여 이들의 활성을 증가시키거나 감소시킬 수 있다. mRNA가 단백질을 발현하는 것을 억제하는 것이 적절한 예일 것이다. RNA 간섭 현상은 와 (transposon)와 같은 기생 유전자로부터 세포를 보호하는 기능을 가짐과 동시에 일반적인 유전자의 발현을 조절하는 기능을 한다. 리보자임
리보자임의 RNA 부분, 또는 RNA로만 구성된 리보자임은 유전적인 분자로서도 기능한다. 원래 RNA는 정보 분자로서 기능하지만 촉매의 역할이 발견됨으로써 진화와의 연결고리를 주장하는 학자들도 있다. 즉, 정보분자와 촉매 두가지 기능을 갖는 RNA는 최초의 거대 생체분자중의 하나이고 진화 초기 단계에서 주된 역할을 하였을 것이라는 예상이다. 이러한 가설은 생명의 기원에 관한 RNA 세계 가설로 알려져 있다.생명체에 대한 정보를 갖는 것은 핵산인 DNA이다. 생명체가 출현하기 전 지구에서의 생명의 기원에 대한 물음은 다음과 같은 역설에 직면한다. 생명체의 기본이 되는 단백질을 만드려면 DNA나 RNA와같은 핵산이 필요하다. 그러나 이 핵산이 합성되려면 화학반응을 촉매하는 특이적인 효소, 즉 단백질이 필요할 것이다. 이것은 마치 닭과 달걀중 어느것이 먼저이냐 하는 문제와 같다.
이 상황에서 촉매 기능과 정보를 가진 유전 물질의 기능을 모두 가진 리보자임과 같은 RNA가 최초의 물질이었을 가능성이 제기된다. 이러한 상황에 대해 RNA 세계라고 처음 부른 것은 1986년 미국의 생화학자 월터 길버트이다. 또한 단백질이 먼저 출현했다는 가설, 단백질세계와 RNA 세계가 각각 원시수프이후 존재하다가 합쳐졌다는 가설도 제기된다. 요하네서 페테르 뮐러의 원시지구 모의실험 이후 진행된 많은 화학진화의 모의실험, 운석 중의 유기물의 분석, 혜성이나 우주공간에 있어서의 유기물의 관측 등으로서 무생물적 조건 하에서 생명의 구성물질이 합성된다는 것은 명백해지고 있다. 이러한 가설들은 모두 가능성이 존재함과 동시에 현재까지 많은 문제점도 함께 지적된다.
역전사 효소
역전사 효소를 이용하여 특정 세포 내에 존재하는 mRNA를 정제하여, DNA로 바꾸는 방법으로 세포내의 mRNA에 대해 연구하기도 한다. 이 때에 mRNA로부터 cDNA를 합성, 증폭 시키는 기술을 역전사-PCR(RT-PCR)이라고 부른다. 또한, cDNA를 이용하여 마이크로어레이(Microarray)법을 사용, 세포내에서 특정 유전자가 발현되는 정도를 연구하기도 한다. RNA 중합효소
RNA 중합효소(RNAP 혹은 RNApol)는 DNA 의존 RNA 중합효소로도 불리며 DNA로부터 1차 전사물() RNA를 합성하는 효소이다. RNA 중합효소는 DNA를 이용하여 RNA 사슬을 만드는 전사과정에 필수적이므로 모든 생물과 많은 바이러스에 존재한다. 화학적으로 RNA 중합효소는 뉴클레오티딜 전이효소로 뉴클레오타이드를 RNA 전사물의 3' 말단에 중합한다. 프라이머
프라이머는 DNA합성을 위한 시작점으로서 RNA또는 DNA(일반적으로 약 18-22개의 염기 서열)를 가지고 있다. DNA복제를 방해하는 효소들이 DNA에 새로운 뉴클레오티드를 추가할 수 있기 때문에 DNA복제는 DNA에 새로운 뉴클레오티드를 추가할 필요가 있다. 중합 효소는 프라이머의 3'-end에서 복제를 시작하고 반대쪽의 가닥을 복사한다. 체내 DNA복제는 RNA리보 핵산 가수 분해 효소의 짧은 가닥 가닥을 활용하고, DNA합성을 유도하기 위한 DNA합성을 시작한다. 이러한 RNA분해 효소는 novo로 만들 수 있다. 반면에, 생화학과 분자 생물학에서 DNA중합 효소를 포함하는 많은 체외 실험실들은 DNA primers를 사용한다. 왜냐하면 그들은 더 안정한 온도를 가지고 있기 때문이다. MicroRNA
마이크로 RNA는 식물과 동물 모두에서 잘 보존되며, 필수적이고 진화적인 고대 유전자 조절 요소로 여겨진다. 마이크로 RNA 경로의 핵심 요소는 식물과 동물 사이에서 보존되지만, 각각의 마이크로 RNA 레퍼토리는 다른 주요 활성 방식으로 독립적으로 나타난다. 식물의 마이크로 RNA는 주로 그들의 표적 mRNA와 거의 완벽한 쌍을 이루는데, 이것은 표적 전사체의 분리를 통해 유전자를 억제한다. 반대로, 동물의 마이크로 RNA는 5‘말단에 있는 6~8개 정도의 적은 뉴클레오타이드를 써서 그들의 표적을 인식할 수 있다. 결합 조절은 동물의 마이크로 RNA 조절의 특징이다. 하나의 마이크로 RNA는 수백 가지의 다른 표적 mRNA를 조절하고, 하나의 표적은 다수의 마이크로 RNA에 의해 조절될 것이다. RNA 중합효소
열린 복합체()가 전사 복합체로 전환되고 뉴클레오타이드가 중합되면서 전사가 신장 단계로 들어선다. 처음에 RNA 중합효소는 프로모터에 강력하게 결합하고 있어서 완전한 전사물을 만들어내지 못하고 9 bp 정도의 짧은 RNA 조각을 만든다. 이 단계를 미성숙 개시()라 한다. RNA 중합효소가 계속해서 긴 전사물을 만들어내기 위해서는 프로모터, -10, -35 요소()와의 접촉이 끊어지고 시그마 인자가 RNA 중합효소에서 떨어져야 한다. 시그마 인자가 RNA 중합효소를 제자리에 붙들고 있는 작용을 하므로 시그마 인자가 분리되면 RNA 중합효소는 움직일 수 있게 된다. 레트로바이러스
레트로바이러스(retrovirus, )는 RNA 바이러스의 한 유형이다. 유전자로써 RNA와 이 RNA를 숙주의 DNA에 끼워넣기 위한 역전사효소를 가지고 있으며, 이러한 특성 때문에 유전정보중심원리(Central Dogma)를 따르지 않는 가장 대표적인 존재로 분류된다. 단백질 캡시드는 숙주 세포에서 빠져나올 때 다음 숙주 세포로 침입하기 위한 막단백질을 붙여놓은 외막으로 둘러싸여있다. 진핵생물
원핵세포의 DNA와는 달리, 진핵세포의 DNA에는 필요 없는 부분(인트론)이 대단히 많이 존재하며, 따라서 필요한 부분(엑손)을 이어서 mRNA를 만들게 된다. 또한 리보솜은 원핵세포보다 큰 80S이다. 짧은 간섭 RNA
짧은 간섭 RNA(small interfering RNA, siRNA)는 RNA 간섭(RNAi;RNA interference)에 관여한다. siRNA는 특정 단백질의 생산을 억제함으로써 유전자 발현을 방해한다. 21 ~ 23개의 뉴클레오티드로 구성된 siRNA는 특정 전령 RNA(mRNA)가 이중가닥 RNA(double-stranded RNA)를 형성하도록 mRNA의 상보적인 순서에 맞춰 염기쌍을 형성한다. 그 다음 이러한 이중가닥RNA는 세포로부터 전령 RNA를 제거함과 동시에 특수하게 분해된다. RNA 중합효소
RNA 중합효소는 새로운("de novo") 합성을 한다. 이는 전사를 개시할 때 뉴클레오타이드와 상호작용을 통해 RNA 중합효소가 제자리에 붙어 있을 수 있기 때문이다. 같은 이유로 RNA 중합효소는 전사물의 제일 처음에 오는 뉴클레오타이드로 ATP, GTP, UTP, CTP 순으로 선호한다. DNA 중합효소와는 다르게, RNA 중합효소는 헬리케이스활성을 가진다. 유전 부호
안티코돈은 운반 RNA의 RNA 사슬을 이루는 특정 구간의 염기서열이다. 전령 RNA의 코돈은 리보솜에서 번역되어 아미노산을 운반하는 운반 RNA의 안티코돈과 상보적으로 결합한다. 그런데 이렇게 상보적으로 결합을 하는 안티코돈이지만 그 개수는 64개가 아니라 45개가 존재한다. 게놈
유전자는 DNA(디옥시리보 핵산)가 담당하고 있다. DNA란 인산이나 당뿐 아니라, A(아데닌), T(티아민), G(구아닌), C(사이토신)의 염기로 이루어져 있는 이중 나선형의 물질이다. 이러한 네 가지 염기 배열에 의해서 유전 정보가 암호화되고 있다. 세포
단백질 합성은 세포가 단백질을 생산해내는 과정이다. DNA 전사는 mRNA(전령 RNA) 분자를 DNA 주형으로부터 합성해내는 과정을 의미한다. 이 과정은 DNA 복제와 아주 유사하다. mRNA가 생성된 후에는 새로운 단백질 분자가 번역 과정을 통해 합성된다. 크리스퍼
가이드 RNA는 문자 그대로 DNA 중에 어떤 부분을 절단할 것인지 안내하는 가이드 역할을 한다.
이때 가이드에는 RNA의 기능이 어느 정도 사용된다. 
DNA는 주로 핵에 정보를 저장하는 역할을 하고 RNA는 그 정보를 변환하는 역할을 한다. 
이 역활 덕에 RNA는 DNA의 서열에 상보적 결합이 가능하다.크 리스퍼는 이러한 RNA의 특성을 활용해,
RNA의 염기서열에 자신과 정확하게 결합하는 DNA 서열을 찾아 결합하는 것이다. 세포
원핵세포든 진핵세포든 모든 세포는 세포막을 지니고 있다. 세포막은 세포 내부와 외부를 구분지으며, 내부와 외부의 물질 교류를 조절하며, 또한 세포 전이를 유지한다. 세포막 내부에는 염분성의 세포질이 거의 전부를 차지한다. 모든 세포는 유전자를 가지고 있는 DNA와, 효소 등의 단백질을 유전자 발현시키는데 필요한 정보를 가진 RNA를 가지고 있다. 그 외에도 여러 종류의 생체분자 역시 존재하지만, 여기에서는 주요한 세포 구성요소와 기능에 대한 간략한 설명만을 다룬다. RNA 바이러스
RNA 바이러스(RNA virus)는 인플루엔자 바이러스나 레오바이러스 및 레트로바이러스 등 RNA를 유전자로 갖는 바이러스이다.레트로바이러스 (그룹 VI)은 단가닥 RNA 게놈을 지니고 있으나 일반적으로 RNA 바이러스로 여기지는 않는데, 그 까닭은 복제를 위해 DNA 중간물을 이용하기 때문이다. 역전사 효소는 바이러스성 RNA를 상보적인 가닥의 DNA로 변환한다. 유전자 발현
운반 RNA에 의한 아미노산의 운반 과정은 다음과 같다.
리보솜에서 이루어지는 단백질 생성과정은 다음과 같다.리보솜에서 생성된 폴리펩타이드는 1차원적인 아미노산의 사슬이다. 이렇게 늘어선 사슬은 기능에 맞게 3차원적으로 재구성되어야 한다. 이 과정을 단백질 접힘이라 한다. 효소와 같은 단백질이 제 기능을 하기 위해서는 아미노산의 순서 뿐만 아니라 3차원 구조 역시 매우 중요한 역할을 한다. 전령 RNA
전령 RNA(mRNA)의 처리는 진핵세포, 세균, 그리고 고세균 사이에 큰 차이가 있다. "진핵세포가-아닌" 즉 원핵세포의 mRNA는 유전 부호
운반 RNA는 RNA 사슬의 일부 구간이 안티코돈으로 작용하고 사슬의 끝에는 해당 아미노산을 결합시킨다. 이렇게 충전된 운반 RNA는 리보솜으로 들어가 전령 RNA의 코돈과 결합하고 리보솜은 운반 RNA의 끝에 달린 아미노산을 떼내어 폴리펩타이드 결합을 만든다. 아미노산이 떨어져 나간 운반 RNA는 리보솜 밖으로 나와 다시 아미노산을 전한다. 한편, 리보솜에서 만들어진 폴리펩타이드는 적당한 3차원 구조로 접혀서 단백질이 된다. RNA (드라마)
전기상 연출, 이홍구 작가의 메디컬 서스펜스 스릴러를 표방한 공포물이다.주인공은 2학년 여고생 3명. 가원여고 미술반인 세미는 귀여운 얼굴에 순진하고 티없이 맑은 심성을 지난 여고생이지만 그녀의 몸 내부에는 세명의 인격이 공존해있는 무시무시한 다중인격체다. 로타바이러스
로타바이러스 게놈에 코드되는 12개 유전자 중 6개는 RNA 결합 단백질이다. 로타바이러스의 복제에서 이러한 단백질의 역할은 완전히 이해되지 않지만, RNA의 합성과 바이러스 입자로 포장, 게놈 복제 장소에 mRNA 운송, mRNA의 번역과 유전자 발현 조절에 관여하는 것으로 생각되고 있다. RNA 중합효소
RNA 중합효소는 프로모터라는 특수한 DNA 서열에서 전사를 개시한다. 그리고 주형 DNA 가닥에 상보적인 RNA 사슬을 만든다. 뉴클레오타이드를 RNA 사슬에 더하는 과정을 신장()이라고 한다. 진핵생물의 RNA 중합효소는 길게는 240만 개 뉴클레오타이드 길이 의 RNA를 만들 수 있다. RNA 중합효소가 종결인자()라는 유전자 끝을 알리는 DNA 서열에 도달하면 RNA 전사물이 중합효소에서 분리된다. 바이오마커
바이오마커는 일반적으로 단백질이나 DNA, RNA(리복핵산), 대사물질 등을 이용해 몸 안의 변화를 알아낼 수 있는 지표를 의미한다. 이러한 용어는 유기체의 존재를 알려주는 물질을 가리키는데도 사용된다. 게다가 생물의 형태는 특정 위치에 그들의 존재를 알려주는 지표 역할을 하는DNA를 포함한 특별한 화학물질을 보관해 놓는 곳으로 알려져있다. 아마톡신
오른쪽의 그림은 부쉬넬 박사 등이 2002년 밝혀내고 촬영한 아마톡신 α-아마니틴 복합체와 결합하고 있는 RNA 중합효소 II의 결정체 그림이다. 이 결정체를 통해 α-아마니틴은 주로 RNA 중합효소 II 복합체의 다리 나선에 35개 길이의 보존된 아미노산이 들러붙으면서 영향을 주는 것으로 밝혀졌다. 이 다리 나선은 구조적으로 상당히 중요한데, N말단과 C말단의 연결부에 뉴클레오타이드가 들어가는 때 구조가 바뀌면서 전사과정에서 중요한 역할을 맡는다. 이 다리 나선이 가진 역할 중 하나는 DNA가 전좌되기 쉽게 바꿔준다는 것이다. α-아마니틴은 RNA 중합효소 II의 다리 나선에 결합하며, 중합효소가 특정 형태에 있을 때에는 다리 나선 근처 인접한 단백질 복합체와도 결합한다. 이 결합으로 다리 나선이 고정되면서 DNA 전좌 과정이 매우 느려져 사실상 정지된다. 이때 중합효소 II에서의 DNA 전좌속도는 분당 수천 뉴클레오타이드에서 수개 뉴클레오타이드로 줄어든다. 인간면역결핍 바이러스
HIV의 구조는 다른 레트로바이러스와 다르며 아주 복잡하다. 전체적으로 구형에 가까우며, 지름은 약 120nm로 적혈구보다 60배 정도 작지만, 바이러스 중에서는 큰 편이다. 유전체는 아홉 개의 바이러스 유전인자를 암호화하고 있는 2벌의 양성 단일가닥 RNA로 구성되어 있다. RNA는 바이러스 단백질 p24 2,000개 가량으로 구성된 원뿔형의 캡시드로 둘러싸여 있다. 바이러스 내부는 단일가닥 RNA와 핵캡시드 단백질 p7과 비리온단백질 형성에 필수적 효소(역전사효소, 단백질 분해효소, 리보뉴클레이스, 인테그레이스)로 꽉 들어차있다. 바이러스 단백질 p17로 구성된 기질이 비리온의 보전을 위해 다시 캡시드를 둘러싸고 있다. 기질은 다시 인지질(지방산의 일종)2중층으로 이루어진 바이러스막에 둘러 싸여 있다. 바이러스막은 숙주세포로부터 새로 바이러스가 출아되어 나올 때 가장 먼저 형성된다. 생성 중인 바이러스막은 숙주세포의 세포막에 묻혀있는 형태로 숙주세포의 단백질과 바이러스 입자 표면으로 비어져 나오는 70여개의 복합 HIV단백질로 구성된다. Env라고 알려진 복합HIV단백질은glycoprotein120 3분자로 구성된 모자와 gp41 3분자로 구성된 줄기(단백질 구조물을 바이러스막에 고정하는 역할을 함)로 구성되어 있다. 당단백질 결합체는 감염주기를 시작하는데 중요한데 바이러스가 목표세포에 부착하여 융합하는 것을 가능하게 한다. 바이러스의 2가지 표면당단백질 특히 gp120은 향후 치료제나 백신의 개발대상으로 여겨진다. RNA유전체는 최소 7개의 구조적 경계(LTR,TAR, RRE, PE, SLIP, CRS, INS)를 가지고 9kB 정도의 사이즈로 5'에서 3'쪽으로부터 9개의 유전인자("gag", "pol", "env", "tat", "rev", "nef", "vif", "vpr", "vpu", "tev")를 가진다. 9개의 유전인자는 19종의 단백질을 암호화하고 있으며, "gag", "pol", "env" 이 3개의 유전자는 새로운 바이러스를 만드는 데 필요한 구조 단백질을 만드는 데 필요한 정보를 가지고 있다. "env"는 gp160(이후 바이러스 효소에 의해 gp120, gp41로 쪼개진다. 바이러스막 단백질 구성요소)으로 불리는 단백질을 암호화하고 있다. 나머지 6개의 유전자("tat", "rev", "nef", "vif", "vpr", "vpu" (HIV-2의 경우 "vpx"))는 HIV의 세포를 감염시키거나 바이러스를 복제하거나 병을 유발하는 능력을 조절하는 단백질에 대한 조절인자이다. 2개의 Tat 단백질(p14, p16)은 TAR RNA에 결합하여 작동하는 LTR 프로모터인자에 대한 활성제이다. TAR은 아포토시스 유전자(ERCC1과 IER3)를 조절하는 마이크로RNA에 의해 처리될 수도 있다. Rev 단백질(p19)는 RNA를 PRE RNA 분자에 결합하여 핵에서 세포질로 옮기는 데 관련이 있다. Vif단백질(p23)은 APOBEC3G(DNA:RNA 하이브리드의 아민을 제거하거나 Pol 단백질을 간섭하는 세포 단백질)의 기능을 저해하며 Vpr단백질(p14)는 숙주세포를 G2/M단계에서 묶어 세포분열을 막는다. Nef단백질(p27)은 T세포의 CD4(주요 바이러스 수용체)뿐만 아니라 MHC class I, MHC class II분자를 저해한다. Nef는 또한 SH3도메인과 상호작용한다. Vpu단백질(p16)은 감염된 세포로부터 새로운 바이러스 입자를 방출하는 데 영향을 준다. Gag 유전자는 바이러스 입자를 만드는 중심이 되는 매트릭스 단백질 (MA, Gag p17)과 캡시드 단백질 (CA, Gag p24), 핵산캡시드 (NC, Gag p7)등을 발현하는 유전자이며, Pol 유전자는 바이러스 증식 관련 효소 유전자를 포함하는데, 바이러스 RNA의 역전사효소 발현에 관여하는 RT 부분과 단백질 분해효소를 담당하는 PR, 인티그라제 관련 부분인 IN등으로 구성된다. 이 외에 Tat 유전자는 감염 과정에서 바이러스의 증식을 활성화시키는 조절인자를 발현하는 것으로 알려져 있으며, Nef 유전자는 반대로 LTR 부분과 함께 바이러스의 증식을 억제시키는 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 전체 HIV RNA의 양쪽 끝부분에는 같은 염기 서열이 반복적으로 존재하는 LTR (Long Term Repeat)가 붙어있다. LTR부위는 새로운 바이러스의 생산을 조절하는 스위치 역할을 하거나 HIV나 숙주세포의 단백질에 의해 유발될 수 있다. 레트로바이러스 Psi요소는 바이러스 유전체를 포장하고 Gag와 Rev단백질에 의해 인지되는 데 관련이 있다. SLIP 요소(TTTTTT)는 기능적인 Pol을 만들기 위해 필요한 Gag-Pol 해독구조에서 구조이동과 관련이 있다. RNA
바이러스와 같은 일부 미생물에서 RNA는 유전자로서 기능한다. 그러나, 대부분의 진핵생물과 다세포생물은 DNA가 유전자의 역할을 하고 RNA는 단백질 형성 과정을 맡는다. 지구의 역사
인공으로도 짧지만 자가증식이 가능한 RNA 분자를 만든 적이 있으나, 자연계에서 RNA가 저절로 만들어질 수 있는가에 대해서는 논란이 있어왔다. 일부 과학자들은 RNA 이전에 PNA, TNA, GNA가 먼저 존재했다가 RNA로 대체되었을 것으로 보고 있다. 이외에도 어떤 결정이나 양자계가 RNA 전에 자가증식을 담당했을 것이라 보는 입장도 있다. 물질
국제도량형총회의 산하기관인 국제도량형사무국은 물질에 대해 "존재의 총합"이란 용어로서 정의하고 있다.
물리학이나 화학에서는 물질을 원자나 분자의 집합체로서 정의한다. 이 정의는 국제도량사무국의 정의에 일부 부합하는 것이긴 하나 몰 단위가 고려되지 않는 다는 점에서 다르다. DNA와 같은 물질은 원자와 분자로 결합되어 있다. 그러나 DNA를 다룰 때에는 몰 단위로서 파악하는 것은 의미가 없다. DNA를 통해 세대에서 세대로 유전되는 형질 등을 연구할 때 중요시 되는 것은 DNA의 염기서열과 같은 것이다. 또한 원자와 분자의 결합으로 물질을 설명하는 것에는 분명한 한계가 있다. 즉, 원자보다 작은 입자인 전자, 양성자, 중성자 등과 이를 이루는 기본입자등을 다루는 경우와 플라스마, 전해질과 같은 이온 물질에 대해서는 별도의 정의가 필요하다. 아마톡신
아마톡신은 전령 RNA(mRNA), MicroRNA, 소형 핵RNA(snRNA) 합성에 필수적인 효소인 RNA 중합효소 II의 강력하고 선택적인 억제제이다. 단백질 생합성에 필수적인 mRNA가 없는 세포는 신진대사를 멈추고 세포 용해가 일어난다. 독버섯의 일종인 알광대버섯의 RNA 중합효소는 아마톡신 독의 영향을 받지 않기 때문에 독버섯이 스스로 죽는 일은 없다. 전사 (생물학)
개시(initiation)
DNA는 평상시에는 히스톤이라는 단백질과 함께 매우 촘촘한 구조를 이루고 있다. 그렇기 때문에 전사 인자와 RNA 중합효소가 DNA에 접근할 수 없다. 즉, 평상시에는 전사가 일어날 수 없는 형태로 DNA는 존재하게 된다. 전사가 일어나기 위해서는 우선 히스톤에 아세틸기(아세트산 CH3COOH에서 하이드록시기 －OH를 떼어 낸 것)가 붙어서 히스톤의 모양이 바뀌고 DNA의 구조가 풀리게 된다. 전사 (생물학)
신장(elongation)두 가닥의 DNA사슬 중 한 가닥을 주형으로 하여 이에 상보적인 염기를 가진 RNA뉴클레오타이드가 차례로 하나씩 결합하여 RNA를 합성한다. 이 과정에는 RNA 중합효소가 관여한다. 트랜스포존
염색체의 한 위치를 떠날 수 있고, 완전히 다른 부위로 이동할 수 있는 전이인자로 정의된다.RNA를 매개체로 유전체 내에서 이동하는 전위인자로 트랜스포존 돌연변이에 속한다. 식물에 다양하게 존재한다고 한다. 사람의 게놈은 42%정도가 레트로 트랜스포존으로 이루어져 있다. RNA 중합효소
고세균은 단일 종류의 RNA 중합효소를 가지고 있으며 이 중합효소가 모든 RNA를 합성한다. 고세균의 RNA 중합효소는 구조나 기작 면에서 세균의 RNA 중합효소와 진핵생물 RNA 중합효소 I-V와 유사하다. 특히 진핵생물 핵 RNA 중합효소 II에 가깝다. 물질대사
아미노산은 펩타이드 결합에 의해 사슬형으로 연결되고 단백질이 된다. 각각의 단백질은 특이적인 아미노산 서열로 이루어지며, 이를 일차 구조라 한다. 아미노산은 다양한 서열로 결합하여 셀 수 없이 다양한 단백질을 형성한다. 단백질이 형성될 때 아미노산은 에스터 결합으로 운반 RNA(tRNA)에 붙어서 활성화된다. 이 아미노아실-tRNA 전구체는 ATP를 이용하는 아미노아실 tRNA 합성효소에 의해 생산된다. 아미노아실-tRNA는 리보솜의 기질이 되고, 리보솜은 전령 RNA에 있는 서열 정보에 따라 아미노산을 신장하는 단백질 사슬에 결합시킨다. RNA 중합효소
진핵생물의 미토콘드리아와 엽록체는 구조 및 기작이 세균의 RNA 중합효소와 다른 RNA 중합효소를 가진다. 이 중합효소는 핵에 암호화되어 있으며, 단일 소단위 RNA 중합효소 단백질족에 속한다. 진핵생물의 엽록체는 또한 세균의 RNA 중합효소와 구조나 활성 기작이 매우 유사한 RNA 중합효소를 가진다. 이 중합효소는 색소체에 암호화되어 있다. 전령 RNA
운반 RNA(tRNA)와 리보솜 RNA(rRNA)가 있는데 운반 RNA는 mRNA의 염기로 구성된 코돈을 정확하게 인식하고 특이적인 아미노산을 운반해야하는 tRNA의 구조 중에서 각 tRNA의 안티코돈은 mRNA에 존재하는 코돈과 상보적인 염기로 결합하여 인식한 후 아미노산 결합부위 말단에 특이적으로 결합된 아미노산을 리보솜에게 공급된다. 리보솜 RNA(rRNA)는 리보솜을 구성하는 단백질과 rRNA의 성분이며, 리보솜은 진핵 세포인 경우 인(Nucleolus)에서 전사된 rRNA와 즉각적으로 리보솜 구성 단백질과 조립되어 rRNA를 안정화시킬 수 있어 효율적이다. 번역 (생물학)
리보솜에서는 단백질 합성의 청사진이라 볼 수 있는 mRNA(messenger RNA)의 정보(코돈)를 근거로 이에 상보적으로 결합할 수 있는 tRNA(transfer RNA)가 날라오는 아미노산들을 차례차례 연결시켜서 단백질을 합성한다. 합성이 시작될 때 처음에 메티오닌(Methionine)부터 오는게 일반적이며, 합성을 끝내는 부분의 mRNA에는 특정한 정지신호 역할을 하는 코돈이 있다. 아미노산이 붙어있지 않은 tRNA가 리보솜에 들어와 mRNA의 정지 코돈과 결합하면 아미노산 중합반응이 끝나게 된다. 합성된 단백질은 그 단백질이 갖는 특정한 신호에 의해 목적지로 이동하게 된다. RNA
RNA는 분자구조와 생물학적 기능에 따라 9가지로 나뉜다. 전령 RNA
원핵세포는 α 소단위가 2개, β 소단위와 β' 소단위가 핵심중합효소를 구성하는 성분이 된다. 원핵세포의 RNA 중합효소는 σ 인자(Sigma factor)가 제거된 핵심중합효소는 중합(polymerization)속도는 빠르지만(RNA 중합효소를 구성하는 여러 인자 중에 σ 인자가 제거된 핵심중합효소는 빠른속도로 주형 DNA를 따라 RNA를 중합시킬 수 있다.) 프로모터(promoter)에 대한 특이성(specificity)이 없고 결합력(bonding strength)이 약화된다. 따라서 RNA pol(RNA polymerase)내부에서 대략 "7n.t"의 안정적인 RNA가 중합된 후에 σ 인자가 방출된다.(abortive initiation) 텔로미어
마지막 RNA 프라이머가 붙게되면 DNA 중합효소, RNA 뉴클레이스, DNA 연결효소가 RNA 조각 부분을 DNA로 변환시키고 오카자키 절편들의 사이를 메우기 위해 그 마지막 RNA 프라이머와 함께 온다. 그러나, RNA 부분(RNA 프라이머)을 DNA로 전환시키기 위해서는 RNA 프라이머의 앞부분에 또 다른 DNA 가닥(부분)이 있어야 한다. 그래야만 하는 이유가 말단의 RNA 프라이머가 제거된 후, 5` 쪽에는 dNTP를 중합할 3`–OH가 존재하지 않기 때문이다. 이것은 지연 가닥 모든 부분에서 항상 일어나는데 마지막 RNA 프라이머가 붙은 부분 끝에선 그 앞에 DNA부분이 없으므로 일어나지 않는다. 그러한 이유로, 이 경우에 해당하는 RNA 프라이머 부분은 복제된 DNA에서 RNA부분을 분해하는 효소에 의해 그냥 제거되어 버린다. 따라서 DNA 복제가 일어날 때 딸 세포의 지연가닥 5` 말단의 텔로미어는 지속적으로 점차 조금씩 사라진다. MicroRNA
마이크로 RNA는 1993년에 Victor Ambros, Rosalind Lee, Rhonda Feinbaum가 예쁜 꼬마선충의 유충의 성장을 조절하는 lin-4 유전자를 연구하던 중에 처음 발견되었다. 그들은 lin-4 유전자를 격리시켰을 때, 단백질을 암호화하는 mRNA를 생산하는 대신에 암호화되지 않은 RNA를 생산해내는 것을 발견하였고, 그것들 중 하나는 lin-14 mRNA의 3‘ UTR에 있는 많은 순서에 대해 부분적으로 상보적인 순서를 포함한 22개 뉴클레오타이드의 RNA였다. 이 상보적 상태는 lin-14 mRNA가 LIN-14 단백질로 번역되는 것을 막게끔 했다. 당시에는 작은 lin-14 RNA가 선충의 특이한 성질로 여겨졌다. 2000년이 되어서야 두 번째 작은 RNA가 특징지어졌는데, 그것은 예쁜 꼬마선충의 나중에 있을 성장 상의 변화를 증진하기 위해 lin-41을 억제하는 let-7 RNA였다. let-7 RNA는 곧 많은 종들에서 보존되는 것으로 발견되었고, let-7 RNA를 비롯한 더 많은 st RNA가 인간을 포함한 다양한 동물의 성장 시점을 조절할 것이라는 제안에 이르렀다. 일 년 후에, lin-4와 let-7 RNA는 예쁜 꼬마선충, 초파리, 사람의 세포에 존재하는 작은 RNA들의 매우 큰 분류의 일부로 여겨졌다. 새롭게 발견되는 이러한 분류의 많은 RNA는 그들의 발현 패턴이 주로 성장 시점을 조절하는 역할에서 일관성이 없다는 것을 제외하고는 lin-4와 let-7과 유사했다. 이 시점에서 연구자들은 이러한 작은 조절 RNA의 분류를 지칭하기 위해 “마이크로 RNA”라는 용어를 처음 사용했다. 리보자임
그 외에도 리보자임은 자기자신 이외의 다른 RNA 분자, DNA, 그리고 생체분자에서도 반응을 진행시키는 촉매 역할을 한다. 리보자임은 우선 기본적으로 세포안에서 미미하지만 생명에 필수적인 기능을 한다. 그 예로 RNA를 단백질로 번역하는 세포 소기관인 리보좀의 기본적인 기능적 부분은 주로 보조인자로 마그네슘과같은 금속 이온과 협력하는 RNA 삼차구조 모티프로 구성된 리보자임이다. 이러한 것을 포함한 리보자임의 역할은 다음과 같고 점차 증가하고 있다.대사물질의 존재에 따른 RNA의 절단 및 이를 통한 유전자발현 조절. 핵염기
핵염기(核鹽基, Nucleobase)는 DNA나 RNA의 단량체인 뉴클레오타이드를 이루는 성분으로, 수소 결합을 통해 염기쌍을 형성하여 DNA가 이중 나선 모양을 만드는 데 관여한다. 주요 핵염기는 시토신, 구아닌, 아데닌, 티민, 우라실로 각각 C, G, A, T, U의 약자로 나타낸다.
생물의 DNA는 이중 나선구조를 이루는 뼈대와 핵염기로 구성되어 있으며, 뼈대는 단당류인 디옥시리보스에 인산기가 결합되어 긴 사슬과 같은 형태를 띄고 있다. 이들 모두 공유 결합으로 연결되어 있다. 니도바이러스목
니도바이러스목(Nidovirales)은 척추동물을 숙주로 하는 바이러스 분류의 하나이다. 양성-극성 외가닥 RNA 바이러스의 일종이다. 아르테리바이러스과와 코로나바이러스과, 메소니바이러스과, 로니바이러스과를 포함하고 있다. 니도바이러스목은 외가닥 RNA를 게놈으로서 갖는다. 니도바이러스목에는 기존의 바이러스 중에서 가장 긴 비분절 RNA 게놈을 가진 바이러스를 포함하고 있다. 그 바이러스는 마우스간염바이러스(MHV)로 31.5kb의 게놈을 갖고 있다. 리보자임
리보자임(Ribozyme)은 효소처럼 작용하는 RNA 분자로서 RNA(Riboneucleic Acid)의 'Ribo'와 효소(Enzyme)의 'zyme'의 합성어이다. 최초 용어 사용은 자기 자신에게 작용하는 RNA 촉매를 발견하고 리보자임이라고 명명한 토머스 체크이다. 1981년 토머스 체크가 발견한 리보자임은 그룹Ⅰ인트론과 그룹Ⅱ인트론으로서 이것은 RNA 분자이지만 자기 자신에게 촉매로 작용한다. 비슷한 시기 연이어 시드니 올트먼이 시행한 리보핵산가수분해효소P(Rnase-P)에대한 연구에서도 생체내 화학반응을 촉매하는 활성화부위가 RNA에도 존재함을 밝혔다. 이 전까지는 생체 내 촉매인 효소는 단백질 뿐이라는 것이 정설이었다. 그러나 이러한 독립적인 두 발견과 토마스 체크와 시드니 올트먼의 노벨 화학상 수상 이후 RNA 역시 생물학적 촉매로 이용될 수 있음이 인정되었다. 처음에는 토머스 체크가 발견한 RNA 분자인 그룹Ⅰ인트론과 그룹Ⅱ인트론이 리보자임이라고 지칭되었고 리보핵산가수분해효소는 엄밀히는 RNA와 단백질의 중합체이므로 하나의 생체촉매로서, 그리고 그 안에 촉매 RNA 부위가 존재하는 것으로 정의되었다. 그러나 나아갈수록 리보자임이라는 용어는 더 포괄적으로 이러한 리보핵산가수분해효소P를 포함하여 촉매적 RNA 부위를 포함하는 물질들에 사용된다. 리보자임 발견 후 닭과 달걀의 관계처럼 핵산과 단백질 중 어느것이 먼저인가 하는 생명기원에 대한 물음에서 RNA 세계 기원설이 제기되기도 한다. 인트론
진핵세포의 DNA에는 원핵세포의 DNA와 달리 실제로 단백질을 합성하는 부분과 아무런 의미가 없는 부분이 섞여서 존재하고 있다. 이때 의미없는 부분을 인트론(Intron)이라 한다.
따라서 진핵세포에서는 DNA에서 mRNA를 만드는 전사(transcription) 과정에서 의미있는 부분인 엑손끼리 잘라 잇는 과정을 거치게 된다. RNA 간섭
인트론 miRNA(Intronic miRNA)와 유전자간 miRNA(intergenic miRNA) 모두를 아우르는, 체내에서 발현된 miRNA들은 번역 억제 과정이라든지, 형태 형성(morphogenesis) 시간을 조절하거나 줄기세포와 같이 미분화되거나 불환전하게 분화된 세포 유형을 유지하는 등의 발생 과정을 조절하는 데 가장 중요한 역할을 담당한다. 체내에서 발현된 miRNA가 유전자 발현의 감소에 기여하는 과정이 1993년 ""를 통해 밝혀졌다. 식물에서는 이와 유사한 예로써, ("Arabidopsis")의 "JAW microRNA"가 식물의 모양을 조절하는 여러 유전자의 조절에 관여한다는 사실이 확인된 바 있다. 식물에서 miRNA에 의해 조절받는 유전자의 대부분이 전사인자들이다. 이들 개체에서의 miRNA 활성은 뿐만 아니라 전사인자들을 포함하는 핵심적인 조절 유전자(regulatory gene)의 발현을 조절함으로써 전체적인 유전자 간의 연결 고리를 조절하며, 상당히 광범위하다고 할 수 있다. 인간을 포함하는 많은 종에서 miRNA는 (tumor) 형성이나 조절 장애(dysregulation)의 원인이 되기도 한다. 따라서, miRNA는 (oncogene)와 (tumor suppressor)의 기능 모두를 수행한다고 볼 수 있다. 유전 부호
유전자 발현에서 새로운 단백질의 형성은 DNA에서 전사된 전령 RNA의 형성과 함께 시작된다. DNA 사슬을 구성하는 특정한 염기 서열이 전사를 지시하는데 전사가 필요하지 않은 경우에는 억제자 효소가 부착되어 있어 전사를 막는다. 특정한 단백질의 생산이 필요하다는 신호를 받으면 억제자는 DNA 사슬에서 떨어져 나가고 RNA 중합효소에 의해 전사가 시작된다. RNA 중합효소는 전사 시작 지점에 있는 프로모터의 염기서열에 의해 전사의 방향과 전사할 DNA 사슬을 선택하고 오퍼레이터에 결합되어 DNA 사슬을 풀어낸 후 전사를 시작된다. RNA 중합효소는 주형이 되는 DNA 사슬과 상보적인 리보뉴클레오타이드를 이용하여 전령 RNA를 만든다. 이렇게 만들어진 전령 RNA의 염기서열은 세개씩 짝을 이뤄 코돈을 형성한다. 한편 RNA 중합효소는 전사 종결을 지시하는 DNA 염기서열을 만나면 전사를 중단하고 DNA에서 떨어져 나간다. 게놈
게놈(, ) 또는 유전체(遺傳體)는 한 개체의 모든 유전자(진핵생물의 경우 엑손+인트론)와 유전자가 아닌 부분(반복서열 등을 포함)을 모두 포함한 총 염기서열이며, 한 생물종의 완전한 유전 정보의 총합이다. 게놈은 보통 DNA에 저장되어 있으며 일부 바이러스에는 RNA에 있다. ‘게놈’이라는 낱말은 유전자(Gene)와 염색체(chromosome)에서 유래하였으며, 1920년 함부르크 대학교의 식물학 교수 한스 빙클러가 만든 말이다. 우리말인 '유전체' 역시 동일한 뜻으로, 최재천 교수가 제안하였다. 유전체는 현대 생명과학 연구의 시발점으로 발전해 가고 있다. 제임스 D. 왓슨
종양 바이러스 그룹의 초기 연구는 바이러스 DNA가 단백질 합성을 위해 RNA 정보로 전사하는 메커니즘에서 성과를 거두었다. 1977년 연구소의 리처드 로버츠가 RNA 접합절단 또는 분할유전자를 발견한 것이다. 일반적으로 mRNA는 핵 안의 DNA로부터 유전정보를 읽어 단백질 합성이 일어나는 세포질에 유전정보를 전달한다. 정보를 전달하기 전 미성숙 mRNA는 불필요한 염기 서열인 인트론을 제거하고 유용한 염기인 엑손을 연결하는 과정인 접합절단을 거치게 된다. 콜드 스프링 하버의 실험과학자들은 MIT의 연구자들과 함께 RNA 정보는 단백질 합성 이전에 편집된다는 것을 보여주었다. 기능 유전자 내에 띄엄띄엄 있는 것은 단백질 합성을 위해 잘려나간 쓸데없는 DNA 염기였다. 유전자 발현
운반 RNA는 74 - 95 개의 뉴클레오타이드 염기 서열로 이루어진 저분자 RNA이다. 염기 서열의 끝에는 아미노산이 결합되고 염기 서열의 일부가 전령 RNA의 코돈과 상보적인 안티코돈을 이룬다.
오른쪽의 그림과 같이 운반 RNA는 리보솜에서 전령RNA와 결합하고 리보솜은 운반 RNA에 연결된 아미노산을 때어 내어 단백질 사슬에 연결하게 된다. RNA 간섭
한편 긴 dsRNA로부터 유래한 siRNA의 특성이 miRNA의 특성과 완전히 일치하는 것은 아니다. miRNA에는 특히 동물에서 표적 유전자에 불완전하게 결합하는 성질이 있어 상보적으로 비슷한 서열을 지닌 수많은 mRNA 번역의 억제가 가능하다. 반면에, siRNA는 자신의 서열과 완전히 들어맞는 서열을 지닌 특정한 표적에만 결합한다. ""와 "" 공통으로 miRNA와 siRNA는 독립적인 argonaute 단백질과 dicer 효소의 작용을 거쳐 만들어진다. 유전체 편집
유전체 편집은 인위적인 유전자 조작 뿐만 아니라 자연스러운 과정으로서도 일어난다. 바이러스 또는 바이러스의 일부를 이루는 RNA 매개체는 유전암호를 편집할 수 있는 능력이 있는 것으로 알려져 있다. 
하지만, 원하는 변이를 얻을 수 있는 확률은 매우 낮다는 것을 염두에 두어야 한다. 예를 들어, 누군가 세포가 NHEJ에 의한 변이를 만들고자 계획 하였을지라도, 세포는 이중가닥절단을 수선하기 위해 HR을 채택할 수 있는 것이다. RNA 간섭
포유류의 내재면역 반응으로서의 RNA 간섭 현상은 아직 잘 알려져 있지 않으며, 축적된 데이터 또한 많지 않다. 하지만, 포유류 세포에서의 RNAi 반응을 억제하는 기능을 갖춘 유전자를 암호화하는 바이러스가 존재한다는 사실은 포유류 또한 RNAi에 의존적인 면역반응을 지니고 있을 것이라는 추정을 가능케 해 준다. 하지만, RNAi에 의해 매개되는 면역 반응 자체가 그다지 잘 입증되어 있지 않다는 것이 문제라 할 수 있다. 포유류 바이러스 또한 RNAi를 회피하기 위한 기능을 갖추고 있으며, (herpes virus)가 체내에 잠복하기 위해 miRNA를 발현하여 (heterochromatin)과 같은 형태를 형성하는 것이 그 예일 것이다. 전령 RNA
mRNA의 가공은 진핵생물, 박테리아, 그리고 고세균 사이에서 크게 다릅니다. 비 진핵세포 mRNA는 본질에서 전사시 성숙하며(진핵생물 전구체-mRNA = Eukaryotic pre-mRNA와 같은 경우)이러한 드문 경우를 제외하고, 아무런 가공이 필요하지 않습니다. 그러나, 광범위한 가공을 필요로 할 경우도 있습니다. RNA 중합효소
RNA 중합효소가 DNA에 결합하고 나면 닫힌 형태에서 열린 형태가 된다. DNA에 결합 하였을시 헬리케이스(Helicase) 활성이 일어나 혼자서도 DNA 이중나선을 풀어 낼 수 있다. DNA 이중나선은 13 bp 정도 풀리는데 이를 전사 거품()이라 한다. 전사 거품을 시작점으로 리보뉴클레오타이드가 주형 DNA 가닥에 왓슨-크릭 염기쌍에 맞춰 배열된다. 이 과정에서 DNA에 걸리는 변형 압력(strain)을 해소하기 위하여 생성되는 초나선이 RNA 중합효소의 활성에 중요한 역할을 한다. DNA가 풀리지 않은 RNA 중합효소의 앞부분은 양성 초나선이, 다시 이중나선이 생기는 RNA 중합효소 뒷부분은 음성 초나선이 존재한다. RNA (드라마)
또다른 친구 명숙은 지독한 가난과 아들 구실을 못하는 오빠, 전과자 아버지 사이에서 입은 상처를 잊기 위해 컴퓨터 게임에 몰입하다가 급기야 자신이 아르바이트를 하는 패스트푸드점 사장과 원조교제까지 하게 된다. 핵소체
핵소체(核小體) 또는 인(仁)은 세포소기관의 하나인 세포핵 내부에 있는 또 다른 소기관이다. 대부분의 식물 및 동물 세포가 하나 혹은 그 이상의 핵소체를 지니고 있다. 세포핵 내부의 핵질로부터 핵소체 내부를 구분 짓는 막은 따로 존재하지는 않는다. 핵소체는 단백질과 RNA로 구성되어 있으며, 리보솜 RNA 등의 핵산 역시 지니고 있다. 이는 핵소체에서 리보솜을 만들고 성숙시키기 때문이다. 리보솜 생산 외의 다른 기능 역시 존재하는 것으로 생각된다. 16S 리보솜 RNA
16S 리보솜 RNA(16S ribosomal RNA, 16S rRNA)는 원핵생물 리보솜의 30S 소단위체를 구성하고 있는 rRNA로, 1,500 뉴클레오타이드 정도의 길이를 갖는다. 텔로머레이스
이 당시 텔로머레이스가 단백질 분자와 RNA분자로 이루어져 있다는 것을 실험을 통해 밝힌 상태였다. 단백질 분자가 텔로미어를 신장시키는 효소로서 작용한다는 것은 알 수 있었지만 RNA 분자는 어떤 역할을 하는지 알지 못하는 상태였다. 엘리자베스 블랙번과 캐럴 그라이더는 텔로머레이스의 RNA 분자가 텔로미어를 합성하는 데에 있어서 주형으로 작용할 것이라 가정하고 실험을 진행하였다. 먼저 실험을 위해 텔로머레이스로 추정되는 물질을 정제한 후, 써던 블랏(Southern blot) 실험 기법을 통해 "테트라하이메나" 게놈(genome)에서 텔로머레이스의 RNA 유전자를 알 수 있었다. 그리고 이 유전자에서 159염기로 이루어진 RNA 분자를 찾아내었고, 그 159RNA에 상보적으로 결합하는 서로 다른 서열의 올리고뉴클레오타이드(Oligonucleotide)를 1부터 10까지 만들었다. 그림에는 결과를 도출하는 데에 필요한 서열들만 정리하여 나타내었다. 그리고 표시된 -CAACCCCAA- 서열은 주형으로 사용될 것으로 예상하는 서열이다. 실험에는 리보뉴클레이스 H 불활성화(RNase H inactivation)를 사용하였다. 리보뉴클레이스 H(Ribonuclease)를 첨가해주면 올리고뉴클레오타이드가 붙는 RNA 서열이 분해되기 때문에, 만약 주형 서열이 분해된다면 텔로미어의 신장이 제대로 일어나지 않을 것이라고 예상했다. 이를 이용하여 실험한 결과, 올리고 3만 텔로미어 신장을 저해하였고, 올리고 6, 7, 8, 10은 저해하지 않았다. 이 결과를 통해, 올리고 3와 올리고 8의 사이에 있는 CAACCCCAA 서열이 텔로미어를 신장하는 데에 사용되는 주형 서열임을 알 수 있다. 이외에 수행한 다른 실험 결과들도 이 실험적 증거를 뒷받침하였다. MicroRNA
마이크로 RNA는 짧은 헤어핀을 형성하기 위해 스스로 꺾여 접히는 RNA 전사체의 영역으로부터 나온 마이크로 RNA를 제외하고는 간섭 RNA(RNAi)경로의 작은 간섭 RNA(siRNA)와 유사하고, 반면 siRNA는 이중가닥 RNA의 더 긴 영역으로부터 나온다. 인간의 게놈은 아마 많은 포유류의 세포에 풍부한 마이크로 RNA를 약 1000개 이상 암호화하며, 그것들은 인간과 다른 포유류의 유전자의 약 60%를 표적으로 할 것이다. 운반 RNA
운반 RNA의 가운데 고리를 이루는 구간에 안티코돈을 형성하는 뉴클레오타이드 염기 서열이 놓인다. 이 염기 서열은 리보솜에서 전령 RNA의 코돈과 상보적으로 결합하여 단백질 사슬에 아미노산을 결합시키게 된다. RNA 중합효소
찰스 로(), 오드리 스티븐스(), 제라드 허위츠()가 1960년 대장균 추출물로부터 RNA 중합효소 활성이 나타나는 것을 관찰하였다. 비슷한 시기(1959년)에 RNA 중합효소를 발견한 공로로 세베로 오초아가 노벨 생리학·의학상을 수상하였으나 후에 그 RNA 중합효소는 DNA를 주형으로 RNA를 합성하는 효소가 아니라 폴리뉴클레오타이드 가인산분해효소()로 밝혀졌다. RSA
RSA는 다음과 같은 뜻이 있다. 전사 (생물학)
전사 인자들과 RNA 중합효소가 단계적으로 또는 한꺼번에 중합체(complex)를 이루면서 DNA의 특정 영역에 어느 정도의 세기로 붙을 것인지가 결정이 된다. 원핵생물에서의 전사란 RNA 중합효소와 DNA와의 직접적인 결합에 의해 대부분 조정되는 것에 비해, 진핵생물에서의 전사는 전사인자와 RNA 중합효소의 복합체와 DNA와의 결합에 의해 조절된다. 따라서, 진핵생물에서의 전사란 단순히 RNA 중합효소와 DNA와의 결합이 아닌, 전사인자라는 조절자의 역할이 결정적인 역할을 하게 되는 과정이다. 유전자 발현
유전자는 "게놈 서열의 특정한 위치에 있는 구간으로서 유전형질의 단위가 되는 것"으로 정의된다. 게놈 서열 안에서 유전자는 DNA 서열의 일부분을 이루며 조절 구간, 전사 구간, 기타 기능이 부여된 구간 등으로 구성된다. 즉, 유전자는 뉴클레오타이드의 순열로 이해될 수 있다. 유전자에 있는 유전 정보는 전령 RNA에 의해 전사되어 코돈 단위의 정보를 형성한다. 전령 RNA는 자유롭게 존재하는 운반 RNA와 결합하여 아미노산 서열을 이루며 리보솜으로 운반되어 아미노산 사슬을 만들어 단백질이 된다. RNA 간섭
우선, Dicer라는 (ribonuclease) 단백질이 dsRNA에 의해 활성화 된 다음 여기에 붙어, dsRNA를 약간의 단일 가닥 말단이 포함된 21~25 염기쌍 정도의 길이들로 이루어진 이중 가닥 조각들로 분해하며, 이로써 RNAi 과정이 개시된다. 왜 21~25 염기쌍 정도의 길이가 가장 적당한지에 관한 적인 연구가 여러 종에 걸쳐 이루어졌으며, 그 결과 이 정도의 길이에서 표적 유전자에 대한 특이성이 극대화됨과 동시에 비특이적인 효과는 최소화된다는 사실이 제안되었다. 이렇게 만들어진 짧은 이중 가닥으로 된 조각을 (siRNA)라 부르며, 이들 가닥은 뒤이어 단일 가닥으로 분리되어 RISC 복합체에 편입된다. RISC에 통합된 이후 siRNA는 표적 mRNA에 상보적인 쌍을 이루어 mRNA의 절단을 유도하여 표적 mRNA가 과정에서 주형으로 기능하는 것을 막는다. 물질대사
핵산인 DNA와 RNA는 뉴클레오타이드의 중합체이다. 각 뉴클레오타이드는 인산기와 리보스 당, 질소 염기로 이루어진다. 핵산은 유전 정보를 저장하는데 사용되며, 전사와 번역 과정을 통해서 유전 정보를 발현시키는 데에 필수적인 요소이다. 유전 정보는 DNA 수선 기작이 있어 보호되고, DNA 복제를 통해 분자 수를 증가시킨다. 바이러스는 HIV처럼 RNA 유전체를 가지면서 역전사를 통하여 바이러스 RNA 유전체로부터 DNA를 만드는 경우도 있다. 스플라이소좀이나 리보솜과 같은 리보자임에 있는 RNA는 화학 반응을 촉매하는 효소로 작용한다. 각각의 뉴클레오사이드는 핵염기에 리보스 당이 결합해서 만들어진다. 염기는 질소를 포함한 고리 구조로, 퓨린과 피리미딘으로 나뉜다. 뉴클레오타이드는 또한 대사에서 작용기 전이 반응에 참여하는 조효소로 작용하기도 한다. 유전학
현대 유전학의 핵심 개념은 유전자이다. 유전자는 전체 게놈 서열 가운데 DNA의 일정 구간을 이루는 염기서열의 배열이다. DNA는 뉴클레오타이드들이 이중 나선의 형태로 결합되어 있는 것으로 DNA 복제를 통하여 유전형질을 다음 세대로 전달한다. 또한 세포에서 DNA의 역할은 단백질을 형성하여 생물이 생장하고 활동할 수 있도록 하는 것이다. DNA에서 전사된 전령 RNA의 코돈은 각각 하나의 아미노산과 대응하며, 이렇게 전사된 RNA에 의해 결합된 아미노산에 의해 단백질이 형성된다. 단백질은 효소, 근육, 세포질 등 생물을 이루고 있는 가장 중요한 요소이다. 유전
생물의 유전 정보가 담겨 있는 것은 DNA이다. 원핵생물은 별도의 세포핵이 없어 세포질에 DNA가 부유하나, 진핵생물은 세포핵 내의 염색체에 DNA가 있다. 바이러스의 경우에는 RNA가 DNA의 역할을 대신하기도 한다. 전령 RNA
진핵세포는 대다수의 유전자를 포함하며 대부분의 진핵세포는 다세포 생물체를 구성하므로 다양한 유전자의 조직특이적 유전자발현(tissue-specific gene expression)을 유발시키기 위해 전사인자(transcription factor)를 이용하여 유전자의 발현을 촉진시킨다. 즉, RNA pol는 3가지를 포함하여 그 기능이 특성화되어 있다. RNA pol I은 리보솜 RNA(rRNA)<18-5.8-28S rRNA>가 전사, RNA pol II는 전령 RNA(mRNA)의 전사, RNA pol III은 운반 RNA(tRNA)와 5S 리보솜 RNA(rRNA)의 전사이다. 각 프로모터(promoter)에 특이적인 전사인자가 활성화되면 프로모터에 결합하여 RNA pol의 결합을 촉진(acceleration)하게 되므로 다양한 호르몬(hormone)에 의한 신호전달계가 전사인자의 활성을 조절하게 된다. 암
모든 생명 활동의 근원은 DNA상의 유전자에 기록된 유전 정보에 있다. 이것으로부터 RNA를 중개역으로 하여, 효소와 호르몬 등의 단백질이 합성된다. 유전 정보의 흐름은 'DNA → RNA → 단백질'이며, 역류하지는 않는다. 이것은 1958년, DNA 2중 나선 구조의 발견자 중 한사람인 영국의 크릭이 생물학의 원리로서 '센트럴 도그마'라 표현한 내용이다. 그런데 1970년에 바이러스 학자 볼티모어 등은 RNA로 DNA를 만든다는 현상을 증명하여 노벨 의학 생리학상을 받았다. 이리하여 암은 건강한 사람이 가지고 있는 암의 종이 발아해서 일어난다는 것이 밝혀졌다. 또 이 암 유전자가 지금으로부터 1000만 년 전에 지중해 연안의 서아프리카 지방에서 침입하였다는 것이 밝혀졌다. 레트로 바이러스라는 암을 일으키는 바이러스가 거의 대부분의 동물과 인류의 조상의 유전자 속으로 들어가 오늘날 우리의 몸에 전해져 왔다는 것이다. 촉진유전자
촉진유전자(促進遺傳子)(promoter)는 전사 (DNA에서 RNA를 합성하는 단계)의 시작에 관여하는 유전자의 상류 영역을 가리킨다. 즉,
알엔에이(RNA) 중합 효소가 결합하는 디엔에이(DNA) 가닥의 한 부위. 또는 디엔에이 한 가닥에 상보적인 아르엔에이 합성, 즉 전사(轉寫)가 시작되는 부위를 말한다. 전령 RNA
원핵세포의 RNA 중합효소(RNA polymerase)와 진핵세포의 RNA 중합효소는 같은 효소가 아니다. 원핵세포의 RNA 중합효소는 ααββ' 핵심중합효소를 사용하고, 진핵세포의 RNA 중합효소는 다양한 유전자의 조직특이적인 발현(expression)을 유발시키기 위해 전사인자(TF : transcription factor)를 이용하여 발현을 촉진시킨다. 즉 진핵세포는 RNA pol I, II, III의 RNA 중합효소를 가진다. RNA
핵염기는 보통 다음과 같은 약자로 쓰인다.
핵염기는 수소결합에 의해 서로 짝을 이루어 결합할 수 있다. 아데닌은 우라실(DNA의 경우 티민)과 구아닌은 시토신과 상보적인 짝을 이룬다.
RNA는 DNA와 달리 1개의 폴리뉴클레오타이드로 이루어진 단일 가닥이며, 자체적으로 상보적 염기쌍을 형성해 접힘으로써 고유의 입체 구조를 가질 수 있다. RNA에 존재하는 리보스의 2'탄소에 결합된 하이드록시기는 당-인산 골격의 인산이에스터 결합을 분해하는데 관여하므로 RNA는 DNA보다 빠르게 가수 분해되어 덜 안정하다. 유전자 변형 생물
DNA는 핵산의 일종이며, 세포 내 존재하는 유전형질을 전달하는 유기화학적 분자구조이다. 결합되어 있는 염기에 의해 구분되는 네 종류의 뉴클레오티드가 중합되어 이중 나선 구조를 이룬다. 세포질 내에 DNA의 포함부분은 점성을 가지고 있고, 제한효소로 절단 및 분해할 수 있으며,다른 DNA와 결합할 수도 있다. DNA는 열에 약하며 열을 가할시, 열변성을 일으키며 기존의 나선구조에서 변화되는 형태를 띄게 된다. DNA가 유전정보의 매개체로서 작용한다는 것은 미생물학적 연구에 의해 밝혀졌으며, 모든 생물은 DNA를 가지고 있지만,일부 바이러스의 경우 RNA를 가지고 있다. DNA
데옥시리보 핵산(-核酸, , DNA, 디옥시리보핵산)는 핵산의 일종이며, 주로 세포의 핵 안에서 생물의 유전 정보를 저장하는 물질이다. DNA의 주 기능은 장기간에 걸친 정보저장이다. 결합되어 있는 핵염기에 의해 구분되는 네 종류의 뉴클레오타이드가 중합되어 이중 나선 구조를 이룬다. MicroRNA
miRNA는 RNA 발현의 억제에 관여한다. 이런 유전자 침묵은 miRNA가 mRNA를 퇴화시키거나 mRNA가 전사되는 것을 억제함으로써 이루어진다. 인플루엔자
방출된 핵의 단백질과 RNA는 감염된 세포의 핵 내부로 이동되어 결합체를 형성한다. 그리고 핵 내부에서 RNA 의존성 RNA 중합효소가 상보성 양성가닥 RNA를 전사하기 시작한다(제 3a, 3b 단계). vRNA는 세포질로 이동되어 번역되거나(제 4단계), 핵에 계속 남는다. 새로 합성된 바이러스성 단백질(뉴라미니다제와 헤마글루티닌)은 골지체를 통해 세포 표면에 분비되어 형성되거나(제 5b단계) 핵으로 보내져 vRNA와 결합해 새로운 바이러스 유전자를 만든다. 미리 유입된 바이러스성 단백질은 숙주 세포에서 여러가지 일을 수행한다. 예컨대 원래의 mRNA를 분해해 그 산물인 뉴클레오타이드를 vRNA의 합성에 사용하거나, 감염 세포 본래의 mRNA 번역을 저해하기도 한다. 리보자임
자연적으로 RNA의 촉매 기능은 실제로는 작고 매우 특화된 반응으로 제한되어 있다. 진핵세포에서 RNA 전사물이 단백질로 번역되는 과정 역시 생명에는 중요하지만 작은 영역이다. 그러나, DNA 시퀀싱(DNA sequencing), 중합효소 연쇄반응(PCR)처럼 리보자임 공학은 RNA와같은 다양한 생체 분자들에 대한 조작범위를 증가시켰다. 현재 RNA의 촉매기능은 자연적으로 존재하는 촉매 RNA뿐만 아니라 리보자임 공학 두가지 영역으로 확장될 수 있다.
우선 자연에 존재하는 리보자임의 종을 직접 변경하여 더 우수하거나 심지어는 새로운 촉매를 만들어 내는 기술이 있다. 또 다른 것은 50개~100개 뉴클레오타이드 정도의 비교적 짧은 RNA 분자 사슬을 사용하여 반복적인 선택과정을 거치게 하고 원하는 기능을 가진 RNA 분자의 농도를 높이는 기술이 있다. 이렇게 선택된 RNA 분자들은 중합효소 연쇄반응(PCR)을 통해 수 백만 배 이상 증폭되어 활성화된 뉴클레오타이드 전구체나 효소로 사용된다. 이러한 방법을 Irrational design방법이라고 한다. DNA 중합효소
RNA primer 에서부터 3'말단에 뉴클레오시드를 붙여 DNA 합성을 한다. DNA 복제에서 주된 역할을 하는 효소이다. 역전사 효소
역전사 효소(逆轉寫酵素; Reverse Transcriptase)는 RNA를 주형으로 해서 DNA를 합성할 수 있는 효소로, 레트로바이러스가 특이적으로 가지고 있는 효소이다. 분자생물학
서로 다른 RNA 샘플들 사이에서 특정 RNA의 발현 양상을 비교하는데 쓰이는 기법이 노던 블랏이다. RNA는 크기에 따라 전기 영동을 통해서 분리된 후 얇은 막으로 옮겨진다. 그 후 서던 블랏(Southern blot)과 마찬가지로 원하는 서열에 상보적인 탐침을 만들어 특정 서열의 존재와 양을 판별한다. 결과물로서 나타나는 밴드의 존재는 특정 서열이 존재함을 말해주고, 밴드의 두께를 통해 RNA의 양을 추정할 수 있다. 살아있는 조직에서 언제 그리고 어떤 조건에서 특정 유전자가 발현되는지를 아는 데 노던 블랏은 매우 유용하게 쓰인다. RNA 간섭
역사적으로, RNA 간섭은 전사후 '유전자 침묵(post transcriptional gene silencing 또는 "quelling")'이라는 다른 이름으로 알려져 왔다. 그다지 연관이 없어 보이는 이들의 과정이 완전히 규명된 후에야 RNAi 현상이 완전히 이해될 수 있었다. 와 는 ("C. elegans") 에서의 RNA 간섭 현상을 밝혀낸 1998년 논문에서의 공로로 2006년 (Nobel Prize in Physiology or Medicine)을 수상하였다. 인트론
인트론은 단백질을 만드는 데 관여하지 않는 DNA 부분으로 전사과정에서 pre-mRNA를 만드는 데 사용되지만 matured mRNA를 만드는 데 쓰이지 않고 잘려진다. 인트론은 진핵생물에서 흔하게 볼 수 있지만 원핵생물에서는 그렇지 못하고 tRNA, rRNA만 존재한다. matured mRNA에 남아있는 DNA전사부분을 엑손(exon)이라 한다. 인트론의 개수와 길이는 종(種)간에서뿐만 아니라 종 내부에서도 다르다.
"Takifugu rubripes"라는 복어는 인트론이 거의 없지만 포유류나 개화식물의 경우 엑손의 길이보다 길고 많은 수의 인트론을 가지고 있다. 유전자 발현
원핵생물은 한 종류의 RNA 중합효소만이 존재하여 전령 RNA, 운반 RNA, 리보솜 RNA를 모두 생산한다. 반면에 진핵생물은 각각의 RNA종류에 따라 서로 다른 중합효소를 사용한다. 화학진화
분자생물학의 중심원리가 어떻게 형성되었는지에 관한 연구로서, 리보자임의 발견으로 RNA에게 촉매의 기능도 있음으로서 전사와 번역이 이루어질 수 있음을 보여주었다. RNA세계는 1986년 월터 길버트에 의해 처음 언급되었다. 초기 생명체가 출현하기 위해서는 유기물로부터 자기 스스로 복제해 증식할 수 있는 분자의 출연이 선행될 수 있다는 가정을 할 수 있으며, 이에 따라, 현재 알려진 사실로 세포의 구성에 있어서 DNA와 단백질이 있다. 이 두 물질은 생식과정에 있어서 자가복제와 자가복제를 촉진하는 촉매역할을 한다. DNA가 자가복제를 한다면, 단백질이 그 과정을 촉진하는 촉매역할을 한다. RNA의 한 종류로 자기 자신의 합성을 촉매하는 효소 역할을 하는 리보자임의 발견으로 RNA가 새롭게 과학자들 사이에 대두되었다. 이점에서 유전 정보의 전달과 복제가 가능하고 효소 역할이 가능해 여러 반응을 촉진 시킬수 있는 RNA는 이를 지지해줄 수 있는 근거가 된다. RNA가 세계를 주도했다는 의미에서 ‘RNA 세계’라는 명칭이 붙었다. 이 가설에 따르면 RNA는 안정성이 떨어지기 때문에, 나중에 이중 나선을 형성하는 좀 더 안정한 물질인 DNA가 주형 자리를 대신하게 되었다. 염색질
염색질()은 DNA, 단백질, RNA로 구성된 거대분자 복합체이다. 염색질의 일차적인 기능은 DNA 포장()을 통하여 부피를 줄이고, 거대분자인 DNA가 유사분열 하도록 하고, DNA 손상을 막고, 유전자 발현과 DNA 복제를 통제하는 것이다. 염색질을 이루는 주요 단백질은 DNA를 압축하는 히스톤이다. 진핵세포(핵이 있는 세포)에만 염색질이 존재하고, 원핵세포는 다른 방법으로 DNA를 조직한다. 진핵세포의 염색질에 해당하는 원핵세포의 것은 핵양체 영역에 존재하며 지노포어()라 한다. 전사 (생물학)
RNA를 중간 물질로 활용함으로써 유전자 발현을 용이하게 조절할 수 있다 ,예를 들어 하나의 유전자로부터 여러 가닥의 RNA를 생성하여 단기간에 충분한 양의 단백질을 생성할 수 있다. 또 유전 정보를 담고 있는 DNA가 직접 단백질을 생성하면 반응성이 큰 아미노산 등에 의해 유전 정보가 손상될 수 있는데 이를 방지하여 유전정보와 안전성을 획득할 수 있다. 리보자임
1981년 리보자임의 발견 이전에, 화학반응을 촉매하는 것으로 정의된 효소는 유일한 생체학적 촉매였다. 즉, 단백질이 모두 효소는 아니지만 존재하는 효소는 모두 단백질이라는 것이 정설이었다. 그 이전인 1967년에, 칼 우즈 프랜시스 크릭, 그리고 레슬리 우겔은 RNA가 복잡한 이차구조를 형성할 수 있다는 발견에 기원하여 RNA가 효소로서 기능할 수 있음을 처음으로 제안하였지만 실제적으로 이러한 RNA 분자가 발견된 것은 1980년대에 이르러서였다.
첫 번째 리보자임은 1980년대 토마스 체크에 의해 발견되었다. 이들은 섬모를 갖는 원생동물의 일종인 테트라히메나의 rRNA 연구과정에서, 테트라히메나의 rRNA 유전자 안에서의 인트론의 삭제에 대해 연구하고 있었다. RNA에서 필요없는 부분은 잘리고 필요한 부분만을 남기는 자가이어맞추기(self-splicing) 반응에 대한 효소를 정제하려는 시도 중에, 그는 다른 어떤 추가된 세포 추출이 없이도 인트론이 이어붙여질 수 있음을 발견했다. 체크와 그의 동료들은 이어맞추기반응과 관련된 어떤 단백질도 찾을 수가 없었다. 많은 연구 후에, 체크는 rRNA가 되기 전 물질인 rRNA전구체에서 단백질 촉매의 도움 없이 인트론(비암호화서열)이 절단되고 나머지 엑손의 양단이 결합되는 것을 발견하였다. 즉 RNA는 단백질 촉매의 도움 없이 스스로를 분해하고 이어맞춘 자가이어맞추기를 한 것이다. 이러한 자가이어맞추기를 하는 RNA를 자가이어맞춤 RNA 인트론이라 하였다. RNA가 스스로를 변형시킨다는 발견은 이전에 촉매는 단백질 뿐이라는 정설을 뒤집는 새로운 발견이었다. 뿐만 아니라 rRNA에서 절단되어 나온 인트론은 후에 변형되어 ‘L-19IVS‘라 불리는 RNA 분자로서 이것은 자기자신이 아닌 다른 RNA 분자, DNA 분자, 그리도 다른 생체분자에서의 반응을 촉매하는 것으로 밝혀졌다. 즉, 자기자신의 반응을 촉매하는 RNA 분자와 자신 외의 다른 물질의 반응을 촉매하는 RNA 분자가 모두 발견되었다. RNA 중합효소
원핵생물의 경우 RNA 전사 종결은 로(ρ) 의존성 혹은 비의존성 방법으로 일어난다. 로-비의존성 전사 종결은 로 인자()의 도움 없이 전사가 종결되는 것이다. DNA 회문 서열이 전사되면 RNA 전사물은 자체적으로 루프 구조를 만들고 결합하여 헤어핀 구조를 형성한다. 헤어핀 구조에는 대개 G-C 염기쌍이 많아 DNA-RNA 이형이중가닥보다 안정하다. 그 결과 8 bp DNA-RNA 혼성체는 4 bp 혼성체가 되고, 마지막 4 bp는 약한 A-U 염기쌍이므로 RNA 전사물이 DNA에서 떨어지게 된다. DNA (동음이의)
DNA(디엔에이)에는 다음과 같은 뜻이 있다. RNA 간섭
비록 동물에서는 식물에서처럼 다양한 종류의 dicer 효소를 생성하지 않지만, 몇몇 종에서 또한 바이러스 감염에 대처하기 위한 방법으로서 RNAi 현상이 일어나는 것이 확인되었다. ("Drosophila") 유충과 성체 모두 RNA 간섭 현상이 바이러스 감염에 대한 의 중요한 부분을 차지하며, 실제로 이와 같은 방식으로 와 같은 병원균에 대응한다는 사실이 알려져 있다. ("C. elegans")의 경우, 바이러스 또는 기생충에 감염되었을 때 argonaute 단백질의 기능이 항진되어 RNAi 경로가 과발현되는 방식으로 바이러스 감염에 대한 저항성을 나타낸다. 리보자임
리보자임은 효소 역할을 하는 RNA 분자, 또는 그 RNA 분자와 단백질로 구성된다.
우선 리보자임은 자기이어맞추기를 하는 역할을 가진 유형이 있다. 이것에는 리보자임을 최초로 명명한 토머스 체크가 발견한 자기이어맞추기를 하는 RNA 분자인 그룹Ⅰ인트론과 그룹Ⅱ인트론이 있다. 또한 바이로이드, 바이러소이드, 새틀라이트 RNA 등에 들어있는 망치머리 리보자임이 있다. 세포
단백질 합성을 담당하는 세포 기관은 리보솜이다. 리보솜은 RNA으로 구성되어 있으며 대략 80개의 서로 다른 단백질로 구성된다. 리보솜이 mRNA를 만나면, mRNA를 단백질로 번역하는 과정이 시작된다. 리보솜은 단백질의 구성요소인 아미노산을 가지고 있는 tRNA(전달 RNA)를 받아들인다. tRNA는 mRNA와 단백질간의 변환기로 작용한다. 아미노산은 점점 자라나서 폴리펩타이드 고리를 형성하며, 결국에는 단백질이 된다. 뉴로시네마
뉴로시네마(Neuro-cinema)는 신경을 의미하는 뉴로(Neuro)와 영화를 의미하는 시네마(cinema)의 합성어로, 영화 마케팅, 촬영, 편집까지 영화 제작에 신경과학을 활용하는 것을 의미한다. 뉴로시네마는 fMRI를 활용한다. fMRI는 뇌의 특정부위가 활성화되면 해당 부위에 혈액이 모이는 것을 영상으로 보여준다. 뉴로시네마는 영화를 관람하는 관객들의 fMRI 영상을 분석하여, 매순간 관객들의 반응을 확인할 수 있고, 그 내용을 편집 혹은 촬영 과정에 반영하여 보다 정교한 영화를 만들게 된다. 뉴로시네마는 뉴로마케팅에서 파생되었다고 볼 수 있다. 뉴로시네마의 대표적인 사례로는 캐머런 감독의 '아바타'가 있다. 세포 핵
핵 속에는 핵액과 핵소체, 염색사가 들어 있다. 핵소체는 그 주성분이 단백질과 RNA로서, 리보솜을 만드는 리보솜 RNA를 생성하는 장소로 알려져 있다. 염색사는 실 모양을 하고 있으며, 핵 내부에 고르게 분포되어 있다. 그러나 핵분열을 시작하면, 이것이 꼬이면서 응축되고 굵어져서 생물의 종류에 따라 특수한 모양과 일정한 추의 염색체가 되므로, 광학 현미경으로 똑똑히 관찰할 수 있는 상태가 된다. 핵은 핵분열 때의 염색체 활동에 의해, 유전정보를 원래의 세포에서 새로 생기는 세포에 전하는 활동을 하지만, 정지핵 상태에서도 유전자의 본체인 DNA(디옥시리보핵산)를 바탕으로 유전정보의 발현에 관여하고 있다. 즉 DNA가 가진 유전 정보가 그 DNA의 구조에 따라 만들어지는 RNA에 전달되고, 이 RNA가 다시 활동하여 유전 정보에 맞는 단백질이 만들어지는데, 이와 같은 단백질 합성 과정의 설명은 근대 유전학에 있어서의 큰 성과이다. RNA 간섭
RNA 간섭 현상은, 바이러스를 비롯한 체외에서 유래한 유전 물질에 대한 면역 반응에 핵심적인 부분을 담당한다. 특히 식물에서는 (transposon)에 의한 자기증식(self-propagation)을 방지하는 것으로 알려져 있다. ("Arabidopsis thaliana")와 같은 식물의 경우, 서로 다른 종류의 바이러스에 노출되었을 때 그 바이러스에 특이적인, dicer와 이 있는 물질들이 발현된다. RNAi 경로가 완전히 이해되기 이전에도, 유전자 침묵(gene silencing) 현상이 식물체 전체로 확산되며, 을 통해 줄기(stock)로부터 어린 가지(scion)로 이전이 가능하다는 것이 알려져 있었다. 이와 같은 현상은 식물체 내의 적응면역계의 일부로 작용하여, 바이러스에 국소적으로 노출되었다 할지라도 반응은 전체적으로 일어나게 된다. 한편, 상당수의 식물 바이러스는 식물 세포에서의 RNAi 반응을 억제하기 위한 기작들을 발달시켰으며, dicer의 작용으로 만들어진 (약간의 단일 가닥 돌출부 말단을 지닌) 짧은 이중 가닥의 RNA 조각에 결합하는 바이러스 단백질이 이에 해당한다. 어떤 식물들에서는 몇몇 박테리아에 의한 감염에 대응하기 위해 체내 유래의 siRNA를 발현하기도 한다. 이와 같은 작용은 병원체에 감염되었을 때 추가적인 감염을 도울지도 모르는 숙주의 대사 작용을 억제하는 기작의 일부일 것이다. 리보자임
비슷한 시기에, 예일대학의 교수 시드니 올트먼은 그와 그의 동료들이 리보핵산가수분해효소P(RNase-P)라고 불리는 효소가 고립되었을 때에 tRNA 분자들이 세포 안에서 처리되는 방법에 대해 연구하고 있었다. 그 RNase-P라는 효소가 바로 tRNA전구체를 활성화된 tRNA로 변화시키는 원인물질이었다. 비활성상태인 tRNA 분자의 일부를 잘라서 단백질합성을 위한 아미노산 선택과 활성화에 이용되는 활성화된 tRNA를 만들어내는 RNase-P에 대해 연구하고 있었다. 연구 결과, 그들은 RNase-P가 단백질 뿐만 아니라 RNA를 포함하고 있다는 것을 발견하였다. 뿐만 아니라, 처음에 단백질부분만 효소기능을 하고 RNA는 기질과 tRNA를 결합시키는 보조적인 역할을 할 것으로 예상한 것과 달리 RNA 부위가 활성화된 효소의 핵심적인 부분이었다는 것을 발견하였다. 당시의 정설과는 다른 연구여서 그들은 발표에 어려움을 겪었다. 다음 해에, 올트먼은 분리된 성분을 이용한 연구에서 RNase-P RNA 소단위가 다른 단백질 구성요소 없이 마그네슘 이온의 존재 하에 RNA 단위체만으로 tRNA 전구체를 가수분해할 수 있다는 것을 발견하였다. 이로써 RNA가 촉매로서 기능할 수 있음을 증명하였다. 이후 1989년 토머스 체크와 시드니 올트먼은 노벨 화학상을 수상하였다. RNA 중합효소
RNA 중합효소가 프로모터에 결합할 수 있는 전효소()가 되기 위해서는 중심 효소에 전사 개시인자인 시그마 인자가 결합해야 한다. 시그마 인자는 RNA 중합효소가 비특이적인 DNA와 결합하는 활성을 낮추고 프로모터에 특이적으로 결합하는 활성을 높여 전사가 적절한 자리에서 시작되도록 한다. 결과적으로 전효소 복합체는 6개의 소단위로 이루어지며 무게는 약 450 kDa이다. RNA 중합효소
DNA 중합효소와 RNA 중합효소는 주형에 의존하여 뉴클레오타이드를 중합하므로 구조적으로 유사할 것이라고 예측할 수도 있지만, 실제로는 그렇지 않다. X-선 결정법으로 밝혀진 바에 의하면, Mg이 효소 활성 위치에 필수적인 것을 제외하면 사실상 두 중합효소는 서로 무관하다. 때문에 두 중합효소는 세포의 진화 초기에 서로 독립적으로 기원한 것으로 보인다. 한 계보는 현재의 DNA 중합효소와 역전사효소, 그리고 바이러스의 단일 소단위로 된 RNA 중합효소가 되고, 다른 계보는 현생 세포의 RNA 중합효소가 되었을 것이다.