Basis of Inheritance

The Molecular

Basis of Inheritance

( 유전의 분자적 기초 )

In 1928, Frederick Griffith : Transformation

(형질전환)

살아있는 S 세포 (대조군)

치사

Living S cells

RESULTS

EXPERIMENT

살아있는 R 세포 (대조군)

열처리로 죽은 S 세포 (대조군)

열처리로 죽은 S 세포와 살아있는R 세포의 혼합물

치사

건강 건강

In 1944, Oswald Avery, Maclyn McCarty, and Colin MacLeod

; 형질전환을 일으킨 물질은 DNA

In 1952, Alfred Hershey and Martha Chase

Bacteriophage T2

Erwin Chargaff (1947)

; 생물종에 따라 DNA 염기조성은 다양

Chargaff’s rule ; A = T , G = C A + G = T + C

당-인산

골격 5 말단

질소함유 염기들

Thymine (T)

Adenine (A)

Cytosine (C)

DNA nucleotide 당 (데옥시리보스)

3 말단

티민

아데닌

시토싞

Guanine (G) 구아닌

Linus Pauling, Maurice Wilkins and Rosalind Franklin

; X-ray crystallographic images

DNA 구조에 대한 모델 ; 이중나선 구조

1953,

Watson and Crick

Cytosine (C) Adenine (A) Thymine (T)

Guanine (G)

티민 아데닌

구아닌 시토싞

DNA replication (복제) – 반보존적(Semiconservative) ;

상보적,

주형

A T

C G

T A

T A

G C

(a) Parent molecule

A T

C G

T A

T A

G C

A T

C G

T A

A T

G C

(a) Parent molecule (b) Separation of strands

A T

C G

T A

T A

G C

(a) 부모 분자

A T

G C

T A

A T

G C

(c) “딸” DNA 분자들,

각각은 부모가닥(진한 파란색)과 새로 생성된 가닥(연한 파란색)으로 구성

(b) 가닥 분리

A T

C G

T A

T A

G C

A T

C G

T A

A T

G C

A

C

T

G

G

G

G C

C C

C C

A

A

A T

T

새 가닥

5 말단 5 end 3 end

3 end

5 end 5 말단

3 end 당

인산

Nucleoside triphosphate

Pyrophosphate DNA polymerase

DNA polymerase (중합효소)

주형 가닥 3 말단

피로2인산

염기

뉴클레오시드 3인산

Overview Origin of replication Leading strand

Leading strand Lagging strand

Lagging strand

Overall directions of replication Leading strand

Lagging strand Helicase

Parental DNA

DNA pol III Primer Primase

DNA ligase DNA pol III

DNA pol I Single-strand

binding protein

5

3

5

5

5

5

3

3

3

3

3 ₂ 1

4

(a) Leading strand

(선도가닥)

(b) Lagging strand

(지체가닥)

DNA 이중나선

(지름 2 nm)

Nucleosome (지름 10 nm)

Histone Histone tail

H1

1. DNA, 이중나선 2. Nucleosome (10-nm fiber)

진핵세포의 염색질(chromatin) 응축

히스톤 단백질

뉴클레오솜 섬유

30-nm fiber

염색분체 (700 nm)

Loops Scaffold

300-nm fiber

복제된 염색체 (1,400 nm)

3. 30-nm fiber

4. 고리 모양 도메인 (300-nm fiber)

5. 중기

.

염색체

섬유

고리 골격

Nucleolus

인

Heterochromatin

이질염색질

Euchromatin

진정염색질

갂기(interghase)의 핵

From Gene to Protein

( 유전자에서 단백질로 )

One gene – one protein

가설

One gene – one polypeptide

가설

One gene – one RNA

가설

One gene – one enzyme

가설

유전자 효소

단백질

폴리펩티드

유전자(gene)의 개념

DNA (핵)

Protein 합성 (세포질의 리보솜)

RNA

분자생물학의 Central Dogma

Gene expression

(유전자 발현)

유전정보의 흐름

(중심원리)

DNA 이중나선

DNA 복제 전사

번역

Transcription

(전사) and

(번역, 해독)

전사 DNA

mRNA

원핵세포

에서의

mRNA 리보솜

Transcription

(전사) and

(번역, 해독)

전사 DNA

원핵세포

에서의

번역

폴리펩티드

핵막

DNA

Pre-mRNA

진핵세포

전사

DNA

Pre-mRNA RNA 가공 과정

mRNA

진핵세포 ^핵막

전사

DNA

Pre-mRNA

mRNA

번역

폴리펩티드

진핵세포 ^핵막

전사

RNA 가공 과정

리보솜

The Genetic Code

(유전암호)

DNA

molecule

Gene 1

Gene 2

Gene 3

주형가닥 DNA

mRNA

Protein

Codon

Amino acid 전사

번역 ^코돈

Second mRNA base

First mRNA base (5 end of codon) Third mRNA base (3 end of codon)

Protein Folding and Post-Translational Modifications (

단백질의 접힘과 번역후 변형

mRNA 싞호 펩티드

싞호- 인식 인자 (SRP)

세포질 _{이동 복합체}

수용체 단백질 SRP 소포체 내강

소포체 막

Protein

Targeting Polypeptides to Specific Locations (

폴리펩티드의 특정 장소로의 이동

리보솜

싞호 펩티드의 제거