방향성(분자생물학)
Directionality (molecular biology)
분자생물학과 생화학에서 방향성은 핵산 한 가닥의 끝과 끝의 화학적 방향이다.DNA 또는 RNA의 단일 가닥에서, 뉴클레오티드 오탄당-환에서 탄소 원자를 명명하는 화학 규약은 리보스 고리의 5' 탄소에 부착된 인산기를 자주 포함하는 5' 말단(일반적으로 "3-프라임 말단")과 3' 말단(일반적으로 "3-프라임 말단")이 있을 것이라는 것을 의미합니다.리보오스 -OH 치환기에서 변경되지 않습니다.DNA 이중나선에서는 이들 사이의 염기쌍을 가능하게 하기 위해 가닥이 반대 방향으로 움직이며, 이는 암호화된 정보의 복제 또는 전사에 필수적이다.
핵산은 다양한 유형의 새로운 가닥을 조립하는 중합효소는 일반적으로 뉴클레오시드 삼인산 결합을 끊어서 생성된 에너지에 의존하여 포스포디에스테르 결합을 통해 뉴클레오시드 단인산(-OH)을 결합하기 때문에 생체 내에서만 합성될 수 있다.유전자 및 다양한 단백질 결합 부위를 포함한 핵산 가닥을 따라 있는 구조의 상대적 위치는 일반적으로 업스트림(5' 말단 방향) 또는 다운스트림(3' 말단 방향)으로 나타난다.('업스트림' 및 '다운스트림'도 참조).
방향성은 감각과 관련이 있지만 감각과는 다릅니다.이중 가닥 DNA 템플릿에서 단일 가닥 RNA를 전사하려면 상보적 배열로 인해 초기 RNA와 직접 상호작용하는 템플릿 가닥으로 DNA 템플릿의 한 가닥을 선택해야 합니다.다른 한 가닥은 직접 복사되지 않지만 반드시 RNA의 배열과 유사할 것이다.전사 개시 부위는 일반적으로 유기체의 DNA 양쪽 가닥에서 발생하며 전사가 발생하는 위치, 방향 및 환경을 규정한다.전사물이 하나 또는 (드물게) 더 많은 단백질을 코드하는 경우, 리보솜에 의한 각 단백질의 번역은 5'-3' 방향으로 진행되며, N 말단에서 C 말단으로 단백질을 확장한다.예를 들어 전형적인 유전자에서 스타트 코돈(5--ATG-3))은 센스 스트랜드 내의 DNA 배열이다.전사는 업스트림 사이트(센스 스트랜드에 상대적인 것)에서 시작하여 영역을 통과할 때 템플릿 스트랜드에서 3'-TAC-5'를 복사하여 메신저 RNA(mRNA) 내에서 5'-AUG-3'를 생성한다.mRNA는 시작 코돈이 단백질의 N 말단에서 메티오닌(박테리아, 미토콘드리아, 플라스티드는 대신 N-포르밀메티오닌을 사용한다)의 통합을 지시하는 5' 말단에서 리보솜에 의해 스캔된다.관례상 염기쌍의 패턴을 나타내기 위해 필요한 경우를 제외하고 DNA 및 RNA 배열의 단일 가닥을 5µ~3µ 방향으로 쓴다.
5 인치 엔드
디옥시리보스 또는 리보스의 당 고리에 다섯 번째 탄소가 있는 DNA 또는 RNA 가닥의 끝을 5' 말단이라고 한다.5' 말단에 부착된 인산기는 2개의 뉴클레오티드의 결합, 즉 다른 뉴클레오티드의 3'-히드록실기에 대한 5'-인산의 공유 결합을 허용하여 포스포디에스테르 결합을 형성한다.5γ-인산염의 제거는 결찰을 방지한다.원치 않는 핵산 결합(예: DNA 복제에서 플라스미드 벡터의 자가 결합)을 방지하기 위해 분자 생물학자들은 일반적으로 포스파타아제를 사용하여 5'-인산을 제거합니다.
초기 메신저 RNA의 5µ 말단은 성숙한 메신저 RNA를 생산하는 데 필수적인 과정인 전사 후 캡핑이 발생하는 부위이다.캡핑은 번역이 진행되는 동안 메신저 RNA의 안정성을 증가시켜 엑소뉴클라아제의 [1]분해 효과에 대한 내성을 제공한다.이는 드물게 5µ-에서 5µ-삼인산 결합으로 메신저 RNA에 결합된 메틸화 뉴클레오티드(메틸구아노신)로 구성된다.
유전자의 5'-플랭킹 영역은 종종 RNA로 변환되지 않은 DNA의 영역을 나타낸다.5' 플랭킹 영역은 유전자 프로모터를 포함하며, 강화제 또는 다른 단백질 결합 부위를 포함할 수 있다.
5'-미번역 영역(5'-UTR)은 mRNA로 전사되는 유전자의 영역으로 mRNA의 5' 말단에 위치한다.mRNA의 이 영역은 번역될 수도 있고 그렇지 않을 수도 있지만 일반적으로 번역의 조절에 관여합니다.5'-미번역 영역은 캡 부위에서 시작하여 주 코드 배열의 AUG 변환 개시 코돈 직전에 염기까지 확장되는 DNA의 부분이다.이 영역은 mRNA의 변환 효율을 결정하거나 mRNA의 안정성에 영향을 미칠 수 있는 리보솜 결합 부위 및 Kozak 배열과 같은 서열을 가질 수 있다.
3 소켓 엔드
가닥의 3µ-end(3개의 주요 끝)는 설탕 고리에 있는 세 번째 탄소의 수산기에서 끝내기 때문에 이름이 붙여졌으며, 꼬리 끝이라고 알려져 있습니다.3'-히드록실기는 별도의 뉴클레오티드의 5'-인산에 결합(결합)되어 연결된 뉴클레오티드의 가닥을 형성할 수 있으므로 새로운 핵산 분자의 합성에 필요하다.
분자생물학자들은 DNA의 복제를 방해하기 위해 3-히드록실(디옥시리보뉴클레오티드)이 없는 뉴클레오티드를 사용할 수 있다.이 기술은 디데옥시 연쇄 종단법 또는 생거법으로 알려져 있으며 DNA에서 뉴클레오티드의 순서를 결정하는 데 사용된다.
초기 메신저 RNA의 3' 말단은 전사 후 폴리아데닐화 부위로, 50~250개의 아데노신 잔기의 사슬을 부착하여 성숙한 메신저 RNA를 생성한다.이 사슬은 메신저 RNA가 세포에서 얼마나 오래 지속되는지를 결정하는데 도움을 주며, 그것으로부터 얼마나 많은 단백질이 생산되는지에 영향을 미친다.
3' 플랭킹 영역은 성숙한 mRNA로 복사되지 않지만 유전자의 3' 말단 근처에 존재하는 DNA 영역이다.원래 3'-플랭킹 DNA는 전혀 전사되지 않은 것으로 생각되었으나, RNA로 전사되고 1차 전사물 처리 중에 신속하게 제거되어 성숙한 mRNA를 형성하였다.3' 플랭크 영역에는 메시지의 3' 엔드 형성에 영향을 주는 시퀀스가 포함되어 있는 경우가 많습니다.그것은 또한 단백질이 결합할 수 있는 강화제나 다른 부위를 포함할 수 있다.
3'-미번역 영역(3'-UTR)은 mRNA로 전사되어 메시지의 3'-끝이 되지만 단백질 코드 배열을 포함하지 않는 DNA 영역이다.stop codon과 polyA tail 사이의 모든 것은 3'-untranslated로 간주됩니다.3' 미번역 영역은 mRNA의 번역 효율성 또는 mRNA의 안정성에 영향을 미칠 수 있다.또한 헥사뉴클레오티드 AAUAAA를 포함하여 메시지에 폴리(A) 꼬리를 추가하는 데 필요한 배열을 가진다.
「 」를 참조해 주세요.
추가 정보
- Harvey Lodish; Arnold Berk; Paul Matsudaira; Chris A. Kaiser (2004). Molecular Cell Biology (5th ed.). New York City: W.H. Freeman and Company. ISBN 978-0-7167-4366-8.
- ^ Gao M, Fritz DT, Ford LP, Wilusz J (March 2000). "Interaction between a poly(A)-specific ribonuclease and the 5′ cap influences mRNA deadenylation rates in vitro". Molecular Cell. 5 (3): 479–488. doi:10.1016/S1097-2765(00)80442-6. PMC 2811581. PMID 10882133.
