2. 유전자와 유전정보 발현
1. 동물체의 구성
- 핵 : DNA 함유하는 기관
- 중심체 : 세포분열 시 방추사 형성의 기준이 된다.
- 인 : 핵 안에 위치하며 RNA가 들어있다.
- 골지체 : 납작한 주머니 모양. 단백질, 지질의 저장과 수송 역할을 한다.
- 미토콘드리아 : 포도당 등 유기물을 분해하여 에너지 발생.
2. 세포분열
- 세포분열주기 : G1 – S – G2 – M
★간기 : 세포량 2배, 물질대사 활발하게 이루어짐, 세포가 커지는 시기, 염색체 변화없음, 세포분열이 일어나지 않고 정지해 있는 기간
- G1기 : DNA합성준비단계(염색사로 존재)
- S기 : DNA 복제 일어나는 시기(DNA합성이 일어나는 단계)
- G2기 : 유사분열을 위한 준비단계로 염색체 응축단계
- 체세포 : 유사분열과 밀접
- 중기 : 염색체의 동원체가 적도면에 배열, 현미경으로 볼 때 염색체 모양과 수 정확히 관찰, 동원체에 방추사 연결되는 시기
- 후기 : 상동염색체가 2개로 분열되어 양극으로 이동
- 말기 : 양극에 도달해 새로이 2개 핵 구성되면서 방추사가 없어지는 시기
- 1회 감수분열한 세포 : 2개의 2배체 세포
- 감수분열 : 2회 연속분열, 1분별 후 염색체 수 반감, DNA량 반감, 생식세포 형성, 상동염색체의 접함체 나타남, 연속된 2회 분열 결과 4개의 세포 형성.
- 정자 형성과정에서 일어나는 핵분열의 횟수 : 2회
| 이름 | 정원세포 | 제1정모세포 | 제2정모세포 | 정세포 | 정자 |
| 염색체 | 4(2n) | 4(2n) | 2(n) | 2(n) | 2(n) |
| DNA | 4(2) | 8(4) | 4(2) | 2(1) | 2(1) |
| 비고 | 제1감수분열 | 제2감수분열 | |||
- 감수분열 제1분열 전기 : 키아스마 형성, 교차, 상동염색체의 접합
- 간기 : DNA 복제
★전기
- 세사기 : 2분염색체 형성(염색체가 2중으로 늘어섬)
- 접합기 : 상동염색체 접함 2가염색체 형성
- 태사기 : 4개의 염색분체, 상동염색체 간의 교차에 의한 유전물질의 교환
- 복사기 : 염색체들 분리, 키아스마를 명확하게 관찰할 수 있는 시기
- 이동기 : 방추사 형성
3. 유전자와 염색체
- 닭 : 암컷 zw 수컷 zz
- 소 2n=60 돼지 2n=38 닭 2n= 78 토끼 2n=44 말 2n=64 오리 2n=80 산양 2n=60 면양 2n=54
- 뉴클레오티드 : 당:인산:염기=1:2:1로 결함, 6탄당으로 구성, 5종류의 염기로 구성, 리보오스로 구성, 인산의 종류에 따라 4가지가 있다.
- A=T(U) G≡C
| 핵산 | DNA | RNA |
| 당의 종류 | 디옥시리보오스 | 리보오스 |
| 염기의 종류 | A,T,G,C | A,C,U,G |
| 분자구조 | 유전정보저장 DNA→RNA→단백질 |
유전정보를 전달→형질발현 단백질합성에 관여 |
| 장소 | 핵속의 염색사, 미토콘드리아의 엽록체 | 핵, 리포솜, 세포질 |
- DNA의 복제 : DNA helicase가 복제 원점에 결합하고 두가닥으로 이루어진 DNA가 이 효소에 의해 분리되면서 양방향으로 복제 진행. 짧은 뉴클레오타이드 사슬이 주형가닥에 결합하여 3'말단을 제공하면 DNA 중합효소가 5'→3'방향으로 뉴클레로타이드를 연속적으로 붙여 신장
★ 유전자로부터 형질이 발현될 때 까지의 과정
DNA→RNA→단백질합성→효소→중간물질합성→형질발현
- 단백질 합성 : DNA분자는 mRNA에 의해 리보솜에 유전정보 전달해 단백질 합성
- mRNA : DNA유전정보 전달받는 RNA
★ 전사 : DNA의 염기서열배열순서에 따라 mRNA가 이루어지는 과정, 유전자발현의 조절에서 가장 큰 영향을 미침
- mRNA : DNA유전정보 전달받는 RNA
- tRNA : 각각의 아미노산을 리보솜으로 이동
- rRNA : 핵인에서 DNA를 주형으로 합성
- 오페론 : 프로모터, 작동유전자, 구조유전자의 인접한 유전자 조절 단위체.
- 구조유전자 : 체내 단백질합성에 직접관여
- 제어유전자 : 직접관여x (조절유전자, 작동유전자)
- 조절유전자 : 억제자를 만듦
- 작동유전자 : 구조유전자와 동일염색체상에 위치해 구조유전자의 활성 조절
- 종결코돈 : UAA, UAG, UGA
- 전사개시코돈 : AUG
- 염색체 모양 : 중앙염색체(동원체가 염색체 중앙에 위치), 아중앙염색체(동원체가 중앙을 조금 벗어난 위치에 있는 것), 정점염색체(동원체가 극도로 윗부분에 위치), 말단염색체(동원체가 최말단에 위치)
4. DNA에 관한 연구자와 확증실험
- Griffith의 폐렴쌍구균실험
- Avery : 죽은 S형 폐렴구균에 각종 분해효소를 처리 – DNA 증명
- Ershy & Chase : 박테리오파지라는 바이러스의 유전물질이 DNA임을 증명
- Watson & Crick : DNA 이중나선 구조를 발표
- Miescher : 상처의 고름의 백혈구 세포에서 발견했다.
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