3. Central Dogma of Biology / 염색질 / DNA 복제 / DNA 전사 / RNA 번역 / 바이러스

Biology의 3번째 포스팅.

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3.1 Chargaff’s Rule

A = T and G = C

A + G = T + C (A and T are linked with 2 hydrogen bonds, and G and C are linked with 3 hydrogen bonds)

3.2 Chromatin (염색질)

i) Euchromatin : active chromatin (덜 응축)

ii) Heterochromatin : inactive chromatin (더 응축)

3.3 DNA Replication (DNA 복제)

Enzyme	Function
Helicase	유전자 이중가닥 풀음(by breaking hydrogen bonds)
Topiosomerase	유전자 helix를 끊거나 supercolis 제거 (helicase 작용 이전에 이중 나선 relax 시켜줌)
Single-stranded binding protein(SSBP)	이중나선이 다시 붙지 않도록 하는 역할
Primase	RNA primers(RNA 시발체) 합성
DNA polymerase III	5′ → 3′ 방향으로 DNA선 합성
DNA ligase	Okazaki 조각 합치는 역할

** DNA polymerase III : 3′ → 5′ 방향으로 읽음, 5′ → 3′ 방향으로 합성

3.4 DNA Transciption (DNA 전사)

Phase	Features
Start	전사 factor이 promoter site 인식 → RNA polymerase가 묶이기 시작
Elongation	RNA polymerase가 mRNA 합성 (Thymine이 Urasil로 대체)
Termination	RNA polymerase가 termination sequence에 도달. DNA에서 떨어져서 primary transcript를 내보냄

Enhancers & Silencers

• Enhancers : gene transcription 증진시킴
• Silencers : gene transcription 저해시킴

Post-transciptional modifications

eukaryotes에서는

i) Capping : modified guanosine을 5′ 끝에 추가

ii) Polyadenylation : a sequence of adenines 를 3′ 끝에 추가

iii) Splicing : introns 제거 & extrons 더해짐

iv) Alternative splicing : exon 재정렬 → 서로 다른 mRNA → 서로 다른 protein(isoforms)가 얻어지도록

3.5 RNA Translation (RNA 번역)

Phase	Characteristics
Start	1. mature mRNA가 작은 단위의 ribosome에 부착 2. initiator aminoacyl-tRNA(methionine)이 start condon(AUG) 인식 3. 큰 ribosomal subunit이 complex에 join. methionine이 P site 차지
Elognation	새로운 tRNA이 올 때마다 A site에 부착. 나머지는 tRNA는 P site로 먼저 이동 후 E site로 최종 이동. peptidyl-tRNA synthetase 효소가 인접한 tRNA amino acids와 peptide bond 형성
Termination	stop condon이 A site에 들어오면서 translation 종결. polypeptide chain release.

Genetic code

Characteristics

• Redundant / degenerate : multiple condon이 같은 amino acid encode 가능

• Universal : 모든 생명체에 동일하게 적용

Post-transitional modifications

• Proteolysis(단백질 가수분해)
• Glycoslation(O and N)(당화)
• Phosphorylation(인산화)

** 먼저 RER cisternae, Golgi vesicles에서 일어남

정리

Replication → nucleus에서, 새로운 DNA strain produced

Transcription → nucleus에서, mRNA obtained

Translation → on free ribosomes / attached to RER, polypeptide obtained

3.6 Transcription and Translation in Prokaryotes

Inducible Operon : genes involved are normally NOT expressed, as repressors block operators

ex. Lac Operon → lactose

Repressible Operon : normally expressed, as operators are free

ex. Tryptophan Operon → tryptophan

3.7 Viruses / 바이러스

1) Structures

• Genetic material : single or double-stranded DNA or RNA
• Protein capsid
• Envelope(only some viruses)

2) Replicative cycle

i) Lytic Cycle(용해성 / 용균성 주기)

: plasmid로 준재하는 episom으로 존재하며 증식 + 숙주의 세포막 파괴하며 방출

ii) Lysogenic Cycle(용원성 주기)

: 바이러스의 DNA가 숙주의 정상 DNA에 안정화하여 공존. But 스트레스 받으면 Lytic Cycle로 바뀜.