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분자생물학의 발전 - Coggle Diagram

- - - - 유전자 gene
      - 대립유전자 allele
      - 우성 dominant
        열성 recessive
      - 유전형 genotype
        표현형 phenotype
    - - 유전자의 운반체 개념
      - 이배체 diploid
        반수체 haploid
      - 초파리 돌연변이 관찰
        
        유전의 염색체설 통용
  - - - 내용
        
        R형 균주 + 사멸 S형 균주 -> S형 균주 발견
        ->형질전환 인자 가설
        
        형질전환 인자를 DNA분해효소 가공 -> 형질전환 인자의 활성 없어짐
        단백질 분해효소 가공 -> 활성 유지
      - 의의
        
        형질전환 인자 = DNA임을 확립
        
        세균성 바이러스 실험으로 이어짐
      - transformation vs, transfection
        
        transormation
        
        bacteria, yeast
        
        플라스미드
        
        transfection
        
        mammalian cell, 배양세포
        
        viral infection 에 의해 특정 DNA 전달
    - - 내용
        
        바이러스가 증식하기 위해서는 바이러스 DNA의 세포 진입 필요
        
        부모 바이러스의 단백질이 아닌 DNA가 자손 바이러스에 전달
      - 의의
        
        DNA가 유전물질이라는 견해 받아들여짐
    - - 페닐케톤뇨증 연구
        Neurospora crassa 영양 돌연변이 분리
        
        유전자가 효소의 구조를 특정한다는 초기 증거
        
        겸상적혈구성 빈혈증 환자 연구
        
        유전적 변이와 단백질의 아미노산 서열 변화가
        직접 연관되어 있음
        
        대장균 실험
        
        DNA의 뉴클레오티드 순서가 단백질의 아미노산 순서를 결정
        단, DNA가 직접 단백질 합성은 X
        (DNA는 핵에 위치, 단백질은 세포질에서 합성)
      - central dogma
        
        유전 암호
        
        돌연변이 T4 연구
        
        내용
        
        1,2개 뉴클레오티드의 부가/결실은 돌연변이 표현형
        
        3개 결실/부가는 야생형
        
        의의
        
        유전자가 3개 뉴클레오티드 단위로 읽힘을 증명
        
        3중암호에 대한 실험적 증거
        
        해독 - 시험관 내 번역계
        
        내용
        
        염기서열을 알고 있는 합성 mRNA를 시험관 내에서 번역
        
        의의
        
        코돈 암호표 작성
        
        모든 생명체에서 같은 유전 암호 사용
        -> 현존하는 모든 세포가 공통의 조상으로부터 진화했음을 지지함
        
        RNA
        
        종류
        
        mRNA
        
        단백질 합성에서 주형으로 작용
        
        DNA를 주형으로 하여 RNA polymerase 에 의해 전사
        
        유전정보 흐름에서 매개체
        
        tRNA
        
        mRNA 주형 따라 아미노산 배열 (중개 분자)
        
        L자형 구조
        
        rRNA
        
        리보솜 구성
        
        RNA중 가장 많음
        
        중간 매개체로 거론된 이유
        
        U와 T의 염기치환, 당의 변화 외엔 염기상 형성에 변형 X
        
        RNA는 주로 세포질에 존재
        
        실험적 증거 : T4에 감염된 대장균 연구
        
        DNA와의 차이
        
        디옥시리보스 대신 리보스
        
        T대신 U
        
        단일가닥
        
        합성에 primer 필요 X
        
        DNA --(전사)--> RNA --(번역)--> 단백질
        순서의 유전 정보의 흐름
        
        유전 물질로서 RNA
        
        RNA 의존성 RNA 합성
        RNA directed RNA synthesis
        
        대부분의 동물 바이러스
        
        RNA template로부터 RNA합성하는 특정 효소
        
        RNA 의존성 DNA 합성
        
        RNA를 가지고 있으나, host내 복제에서 DNA합성 요구
        
        레트로바이러스 : DNA provirus라고 불리는 DNA 중간체 합성
        
        역전사 : RNA로부터 DNA 합성
        역전사 효소 : RNA로부터 DNA 합성하는 효소
        
        역전사의 중요성
        
        레트로바이러스 뿐 아니라 세포에서도 발생
        
        DNA 서열의 전이 (transposition)에 관여
        
        인간 유전체 DNA의 40%는 역전사로부터 유래
        
        역전사 효소는 RNA분자의 DNA 복사체를 만드는 데 이용
        
        Central dogma 는 반대 방향으로도 진행될 수 있음
      - DNA 재조합
        
        생산
        
        DNA sequencing
        
        발현
        
        검출
        
        핵산 혼성화
        nucleic acid hybridization
        
        2 more items...
        
        단백질 탐침으로서 항체
        
        2 more items...
        
        PCR
        polymerase chain reaction
        
        2 more items...
        
        발현운반체
        expression vector
        (=/= plasmid vector)
        
        pro : 프로모터 서열
        
        SD : mRNA 결합이 시작되는 부위
        
        Ampr, 테트라사이클린 등
        
        baculovirus 운반체
        
        진핵세포에서 발현 시 사용
        
        post translation modification 이 필요한 경우
        
        transformation 이 아니라 transfection임!
        
        주로 automated system으로 전환
        
        dideoxynucleotide 이용 termination
        
        방법
        
        서로 다른 색으로 labeling 된 ddN, dN 첨가
        
        ddN에는 3'-OH가 없어 DNA합성을 정지시킴
        
        dN이 결합하면 합성 정지 X, ddN이 결합하면 합성 정지
        
        반응 산물을 젤 전기영동으로 분리
        
        컴퓨터가 데이터를 분석해 색을 가지고 염기 추정
        
        필요 물질
        
        vector : 유전자를 옮겨줌
        
        plasmid vector
        
        Ampicillin resistant gene : 재조합 DNA고르기 위해 필요
        
        복제 원점 Origin of replication
        
        발현을 위해 필요한 요소
        
        그 외 cosmid vector, 박테리오파지 P1 vector 등
        
        유전체 크기가 작고 vector 크기가 클수록
        handling 하기 편함
        
        ligase : insert DNA와 vector DNA를 붙여줌
        
        제한효소
        restriction endonuclease
        
        DNA의 특정 서열을 자름
        
        박테리아의 면역 기능
        
        자신의 DNA 는 metylization 으로 구별
        
        젤 전기영동
        gel electrophoresis
        
        DNA는 phosphate때문에 음전하
        
        작은 단편일수록 더 빠르게 이동
        
        DNA는 agarose, 단백질은 polyachyliamide 사용
        
        제한효소 지도 restriction map
    - - 실험 : 왓슨과 크릭의 X-ray crystallography
      - 당-인산 골격 구조의 이중나선
      - 방향성 : 두 가닥이 역평행 (antiparallel 하게 존재
      - 상보적 결합 (complementry pairing) : A-T. G-C (샤가프의 법칙 증명)
      - C-G의 수소결합이 더 많아, C-G가 많을수록 DNA 분리 ↓
    - - 실험 : Matthew Meselson의 동위원소 실험
        
        내용
        
        15N 배지에서 세균 배양
        
        15N 세균을 14N 배지에 한 세대 더 배양
        
        DNA 추출 후 평형 밀도구배 원심분리
        
        배지를 옮겨 배양한 세균의 DNA 는 14N과 15N의 중간치
        
        한 세대 분열일 때 이 실험이 유의미하므로 분열 시간 중요
        
        의의
        
        DNA의 반보존적 복제 증명