역평행 (생화학)
역평행(逆平行, 영어: antiparallel)은 생화학에서 두 생체고분자가 서로 평행하지만 방향성은 반대인 상태를 나타낸다. 예를 들어, DNA 이중 나선을 이루고 있는 두 가닥은 양 말단의 방향이 서로 반대인 역평행 구조이다.
핵산[편집]
핵산 분자는 포스포릴기(5' 말단)와 하이드록시기(3' 말단)를 가지고 있다. 이 표기법은 유기화학 명명법에 따르며, DNA 가닥에 대한 DNA 중합효소와 같은 효소의 움직임을 임의의 방식으로 정의하는 데 사용할 수 있다.
G-quadruplex[편집]
G4 DNA라고도하는 G-quadruplex는 구아닌이 풍부한 핵산에서 발견되는 2차 구조이다.[1] 이들 구조는 일반적으로 텔로미어(염색체의 말단)에 위치한다. G-quadruplex 구조의 구성 요소인 루프 구성에 따라 평행 또는 역평행일 수 있다. 모든 DNA 가닥이 동일한 방향으로 진행되는 경우 평행 사중선이라고 하며, 인접한 평행 가닥을 연결하는 가닥 역전/프로펠러라고 한다. 하나 이상의 DNA 가닥이 반대 방향으로 진행되는 경우, 역평행 사중화(anti-parallel quadruplex)라고 하며 측면/가장자리 형태, 인접한 역평행 가닥을 연결하는 대각선 또는 두 개의 대각선으로 연결되는 대각선의 형태일 수 있다.[2]
DNA 복제[편집]
DNA에서 5' 탄소는 선도 가닥(leading strand)의 상단에 위치하고 3' 탄소는 지연 가닥(lagging strand)의 하단에 위치한다. 염기 서열은 상보적이고 평행하지만, 반대 방향으로 간다.[3] DNA의 역평행 구조는 DNA 복제에서 중요하다. 왜냐하면 DNA가 앞쪽 가닥을 복제하고, 다른 쪽 가닥을 복제하기 때문이다. DNA 복제 동안 선도 가닥은 연속적으로 복제되는 반면, 지연 가닥은 오카자키 절편으로 알려진 조각으로 복제된다.
생화학에서의 역평행[편집]
역평행 DNA 이중 나선 구조의 중요성은 상보적인 질소 염기쌍 사이의 수소 결합 때문이다. DNA 구조가 평행하다면, 염기쌍이 일정한 방식으로 쌍을 이루지 않기 때문에 수소 결합이 불가능할 것이다.[4] 4가지 염기쌍은 아데닌, 구아닌, 사이토신, 티민이며, 아데닌과 티민이 결합하고, 구아닌과 사이토신이 결합한다. DNA 구조가 평행해야 한다면 전사에 문제가 생길 수 있으며, DNA로부터 읽힌 정보를 이해하지 못한다. 이로 인해 잘못된 단백질이 생성될 수 있다.[5]
폴리펩타이드[편집]
폴리펩타이드에 있는 N 말단과 C 말단이 있는데, 이는 중합체가 합성되는 방향을 반영하는 방식으로, 중합체의 말단을 나타낸다. 각각의 아미노산 단량체의 배열 순서는 폴리펩타이드에서 방향성 표기법의 기초가 된다. 주어진 단백질은 N 말단과 C 말단에서 고유한 아미노산 약어로 나타낼 수 있다.
베타 병풍 구조[편집]
많은 단백질이 2차 구조의 일부로 베타 병풍의 구조를 가지고 있다. 베타 병풍 구조에서 단일 폴리펩타이드의 영역은 이들의 골격 사슬 사이에 수소 결합을 허용하기 위해 서로 평행하거나 역평행할 수 있다. 그러나 역평행 베타 병풍 구조는 90°로 잘 정렬된 수소 결합으로 인해 평행 베타 병풍 구조보다 훨씬 더 안정적이다.[6]
각주[편집]
- ↑ “A G-quadruplex DNA-affinity Approach for Purification of Enzymatically Active G4 Resolvase1”. 《Journal of Visualized Experiments》 (영어) (121): e55496. March 2017. doi:10.3791/55496. PMC 5409278. PMID 28362374.
- ↑ “Quadruplex DNA: sequence, topology and structure”. 《Nucleic Acids Research》 34 (19): 5402–15. 2017년 4월 1일. doi:10.1093/nar/gkl655. PMC 1636468. PMID 17012276.
- ↑ Benson, Gary. “Anti-Parallel Strands”. 《K*Nex DNA Modeling》. Boston University. 2019년 10월 22일에 원본 문서에서 보존된 문서. 2011년 12월 12일에 확인함.
- ↑ PhD, Kenneth P MItton. “Re: Why are the two strands of a DNA molecule antiparallel?”. 《www.madsci.org》 (영어). 2017년 4월 6일에 확인함.
- ↑ “why is DNA antiparallel? Can it be parallel?”. 《biology.stackexchange.com》. 2017년 4월 6일에 확인함.
- ↑ “Secondary structure of Proteins”. 《www.chembio.uoguelph.ca》. 2017년 4월 2일에 원본 문서에서 보존된 문서. 2017년 4월 1일에 확인함.