염기쌍

3. 염기쌍의 예시

DNA와 RNA 염기쌍의 예시는 다음과 같다.

DNA 이중 가닥은 5′-말단에서 3′-말단 방향으로 표기되는 윗가닥과, 3′에서 5′ 방향으로 표기되는 아랫가닥으로 구성된다. RNA 서열에서는 티민 대신 우라실이 사용된다.

3. 1. DNA 염기쌍

해당 RNA 서열에서는 티민 대신 우라실이 사용된다.

3. 2. RNA 염기쌍

4. 염기 유사체 및 삽입 물질

염기 유사체는 뉴클레오타이드의 화학적 유사체로, DNA 복제 과정에서 정상 뉴클레오타이드 대신 끼어들어 비정형 염기쌍을 형성한다. 이는 점 돌연변이 등 DNA 복제 및 DNA 전사 오류를 유발하며, 이소구조 화학적 특성 때문이다.^[11]

DNA 인터칼레이터는 DNA 단일 가닥에서 인접한 염기 사이에 끼어들어 염기처럼 작용하여 프레임시프트 돌연변이를 일으키는 화학 물질이다.^[12]

4. 1. 염기 유사체

4. 2. 삽입 물질

5. 미스매치 복구

염기쌍 불일치는 DNA 복제 오류나 상동 재조합 과정에서 중간체로 생성될 수 있다. 미스매치 복구는 긴 정상 DNA 염기쌍 서열에서 소수의 염기 오정합을 인식하여 정확하게 복구한다. DNA 복제 중 형성된 미스매치는 주형 가닥과 새로 형성된 가닥을 구별하여, 새로 삽입된 잘못된 뉴클레오티드만 제거하는 방식으로 복구된다.^[13] DNA 복제 동안 미스매치 복구에 사용되는 단백질과 이 과정의 결함 관련 내용은 DNA 미스매치 복구 문서에, 재조합 과정에서의 오정합 교정 과정은 유전자 전환 문서에 설명되어 있다.

5. 1. 미스매치 복구 메커니즘

6. 길이 측정

염기쌍(bp)은 DNA나 RNA 가닥의 길이를 측정하는 데 사용되는 단위이다. 예를 들어 "인간 게놈의 크기는 3 Gbp(기가베이스 페어, 30억 염기쌍)", "대장균 게놈의 크기는 4.8 Mbp(메가베이스 페어, 480만 염기쌍)"과 같이 표현한다.^[39] 단일 가닥 DNA/RNA의 경우 뉴클레오타이드 단위가 사용되며, 쌍을 이루지 않으므로 nt (또는 knt, Mnt, Gnt)로 축약된다. 컴퓨터 저장 장치의 단위와 염기를 구별하기 위해 kbp, Mbp, Gbp 등을 염기쌍에 사용할 수 있다.

6. 1. 단위

• bp (base pair, 염기쌍): DNA 이중 나선의 한 쌍의 염기를 나타내는 기본 단위이다. 1 bp는 가닥을 따라 대략 3.4 Å (340 pm) 길이에 해당한다.^[14]
• kb (kilo base pairs, 킬로 염기쌍): 1,000 bp
• Mb (mega base pairs, 메가 염기쌍): 1,000,000 bp
• Gb (giga base pairs, 기가 염기쌍): 1,000,000,000 bp

7. 비표준 염기쌍

표준 염기쌍 외에도, 특정 조건에서는 염기쌍 형성이 염기의 다른 방향, 수, 수소 결합의 기하학적 구조를 선호할 수 있다. 이러한 염기쌍은 국소적인 골격 모양의 변화를 동반한다.

7. 1. 워블 염기쌍

7. 2. 후그스틴 염기쌍

8. 인공 염기쌍

인공 염기쌍(UBP, Unnatural Base Pair)은 실험실에서 만들어져 자연계에 존재하지 않는 DNA의 구성 단위(핵염기)이다. 스티븐 A. 베너, 필립 말리에르, 플로이드 E. 롬스버그, 히라오 이치로 등 여러 연구팀이 자연계의 염기쌍(A-T (아데닌 – 티민), G-C (구아닌 – 사이토신)) 외에 추가적인 염기쌍을 형성하는 DNA 서열을 연구하고 있다.^[17] 대체 수소 결합, 소수성 상호 작용, 금속 배위 등을 기반으로 하는 새로운 염기쌍이 보고되었다.^{[18][19][28][20]}

인공 염기쌍은 유전 암호 확장 및 새로운 기능성 핵산 개발에 활용될 수 있다. 과학자들은 인공 DNA 가닥을 이용하여 산업용 또는 제약용으로 사용될 수 있는 새로운 단백질을 제조할 수 있다고 예상하며,^[31], 이는 다른 DNA 코드를 기반으로 하는 생명체의 가능성을 제시한다.^[32][1]

8. 1. 인공 염기쌍 연구

세 번째 염기쌍의 성공적인 통합은 DNA가 암호화할 수 있는 아미노산의 수를 20개에서 172개로 확장하여, 새로운 단백질 생산 가능성을 열었다.^[17]

참조

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_[2] 서적 DNA Conformation and Transcription
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_[4] 웹사이트 The finished length of the human genome is 2.86 Gb http://www.strategic[...] Strategicgenomics.com 2012-07-16
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