유전 정보를 가지고 있는 DNA의 중요성을 알고, 그 모형을 제작해 봄으로써 DNA의 구조를 이해한다.
DNA(Deoxyribonucleic acid) : 유전자를 포함하는, 정보를 갖고 있는 유전물질
1. DNA의 구성요소
① 기본단위 : 뉴클레오티드 → 당 + 인 + 염기
② 염기의 종류 : 퓨린계: 구아닌(G), 아데닌(A), 피리미딘계 : 시토신(C), 티민(T)
2. DNA의 구조
① 구아닌(G)과 시토신(C)의 3중수소결합, 아데닌(A)과 티민(T)의 2중 수소결합
② 인산디에스테르결합으로 폴리뉴클레오티드 사슬형성
③ 2중가닥이 꼬여서 2중 나선구조형성
생물학의 중심원리(Central Dogma)
유전현상(DNA가 단백질로 번역되는 일련의 과정)의 핵심이 되는 ‘유전정보의 흐름’을 지칭. 즉, DNA에 저장된 정보가 RNA로 복사되고(전사), RNA를 이용하여 단백질을 합성한다(번역). DNA복제는 유전정보를 영원히 자손에게 물려주는 것이다.
1단계 : 복제 (replication) DNA → DNA. 새로운 세포가 각각 완전한 세트의 유전정보를 받도록 보장함으로써 유전정보를 보존한다. 세포는 DNA의 정보를 사용하여 단백질을 만든다.
2단계 : 전사 (transcription) DNA → mRNA. DNA로부터 RNA를 만드는 과정이다. DNA 이중나선 중 한 가닥(주형 DNA)의 염기서열을 이용하여 상보적인 RNA를 만든다.
3단계 : 번역 (translation) mRNA → protein. RNA의 정보를 사용, 즉 mRNA에 있는 유전정보를 이용해 특수 단백질을 만든다
실험 방법
1. 실험 과정
1) 뉴클레오티드 복사 원지를 20개 준비하고, 복사용지는 너무 얇으므로 12장을 빳빳한 종이에 붙인 후 모형 제작에 사용한다.
2) Met-Val-Pro-Gly-Lys-Stop 의 아미노산 서열에 맞는 염기서열을 결정한다(주형가닥).
3) 염기 부분에 주형가닥을 먼저 써 넣고, 나머지 상보가닥도 각 A-T, C-G, T-A, G-C를 맞추어 작성한다.
4) 뉴클레오티드 쌍을 실선을 따라 외곽을 잘라내고, ⓛ과 ②부분을 면도칼로 자른다.
2. 지시된 점선을 따라 계단상으로 접는다.
1) 스탠드에 철사를 고정시키고, 뉴클레오티드 쌍을 끼운 다음, 1.5㎝ 정도의 고무관이나 빨대를 그 위에 끼운다. 같은 방법으로 준비된 뉴클레오티드 쌍을 끼워나간다.
2) 아래쪽의 뉴클레오티드 쌍의 ④ 위에 위쪽의 뉴클레오티드 쌍의 ③을 포개서 풀로 붙인다.
3) 위쪽의 뉴클레오티드 쌍의 ⑤ 위에 아래쪽의 뉴클레오티드 쌍의 ⑥을 포개서 풀로 붙인다.
4) 2)에서 주어진 아미노산의 서열을 코딩할 수 있는 DNA 서열을 모두 나열해 보세요.
5) 여러개의 DNA 서열 중에서 자신의 조에서 만들 DNA 서열을 쓰고, 전사된 mRNA 서열을 쓰시오.
6) 조별로 DNA 모형을 완성하여 제출하세요.
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