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생명과학

RNA 란 무엇인가요?

by №℡ 2020. 11. 14.

RiboNucleic Acid.
핵산의 한 종류. 5탄당의 한 종류인 '리보스(ribose)'를 중심으로 구성되어 있으며, 보통은 단일가닥이 스스로 얽히고 설킨 구조를 띤다. RNA는 특이하게도 그 자체가 효소로서 작용하는 것(리보자임, ribozyme)도 있기 때문에, 단백질을 스스로 합성해 효소로 사용할 수 없었던 초기의 생명체는 스스로 효소의 역할을 할 수도 있는 RNA를 유전 물질로 사용했을 것이라고 추측하기도 한다.

DNA 와 차이점
DNA와의 차이점은 3종류 염기(아데닌,구아닌,사이토신)에 타이민을 쓰면 DNA, 유라실을 쓰면 RNA이다. 그리고 뼈대를 구성하는 당이 디옥시리보오스(deoxyribonucleic acid)[2]면 DNA, 리보스(Ribose)면 RNA이다.

왜 DNA는 타이민을 쓰고 RNA를 유라실을 쓰는가 하는 질문을 할 수 있는데, 염기 구조를 보면 타이민은 유라실과 거의 같지만 5번 탄소에 메틸기(-CH3)가 하나 붙어있으며, 사이토신에서 아민기를 제거한 탈아미노과정의 생성물이 바로 유라실이다. DNA가 유라실을 염기로 쓸 때의 문제점이 바로 여기서 오는데, 일단 타이민 대신 유라실이 있는 DNA를 상상해보자. 어느날 사이토신이 우연히 탈아미노과정을 거쳐 유라실로 바뀌어 버리면, 이 돌연변이 유라실과 원래 유라실을 구별할 방법이 없어지고 이는 걷잡을 수 없는 돌연변이로 이어진다. 한 염기가 다른 염기로 쉽게 바뀐다는 것은 심각한 문제이다. 따라서 유전 정보의 장기 보존이 중요한 DNA에서는 메틸기가 하나 더 붙은 타이민을 사용함으로서 우연히 사이토신이 탈아미노과정을 겪더라도 구별할 수 있도록 되어 있다. 그리고 DNA에 유라실이 생길 경우 uracil DNA glycosylase라는 효소가 이를 제거해 버린다.

지금도 바이러스 중에는 DNA가 아니라 RNA로 유전정보를 전달하고 있는 종들도 존재한다. 그런 바이러스 중 하나가 레트로바이러스(Retrovirus)이며, 센트럴 도그마를 깨는 데 결정적인 역할을 했다. 여기에 속하는 대표적인 녀석이 바로 AIDS를 일으키는 HIV.

RNA는 DNA에 비해 불안정하다. RNA는 보통 단일가닥이라서, 오류가 났을 때 비교/수정에 참고할 반대쪽 가닥이 없으며(DNA는 이중가닥이라 이 점에서 훨씬 안정하다), 게다가 뼈대에 쓰이는 당인 리보스는 DNA의 디옥시리보오스보다 반응성이 훨씬 크다. 그래서 제멋대로 반응해서 변이를 일으키는 빈도도 훨씬 높다. 리보스에서 2번 탄소의 -OH 작용기를 뺀 것이 디옥시리보오스. 저 반응성 강한 하이드록시 작용기가 없는 디옥시리보오스가 더 안정하다.

비유하자면, DNA가 안정적이지만 복제속도가 느린 승용차, RNA는 불안정하지만 빠르게 복제되는 오토바이라고 할 수 있겠다.

DNA에 유전자를 보존하는 생물도 단백질을 생산할 때는 일단 DNA를 RNA로 바꾸는 과정을 거친 후 생산한다.

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