[화학] 화학 결합 - DNA의 구조

일반적으로 DNA라는 단어를 들으면 다음과 같은 모양이 생각날 것입니다.

[그림 1] DNA

염기가 이중 나선 구조로 존재하고 있습니다.

왜냐하면, 이중 나선 구조는 유전 정보의 손실이 일어나지 않는 화학적 구조이기 때문입니다.

만약 유전 정보의 손실이 일어난다면, 유전자 염기서열이 잘못 짝을 이루어서 돌연변이가 됩니다.

그렇기에 이중 나선 구조로 존재하는 것입니다.

 

DNA의 기본 단위는 뉴클레오타이드이며,

인산, 당 염기가 1:1:1의 비율로 결합하고 있습니다.

이것이 어떻게 결합되어 있는지 살펴보도록 하겠습니다.

 

[그림 2] DNA 결합

이런 식으로 이어져 있습니다.

 

인산-당-염기-염기-당-인산 이렇게 연결이 되어 있습니다.

염기와 염기 사이에는 수소 결합을 하는데 어떤 것이 결합하냐에 따라서 수소 결합의 수가 약간 다릅니다.

아래 사진을 참고해주세요.

[그림 3] 염기와 염기 사이의 수소 결합

A(아데닌)와 T(티민)끼리 2개의 수소 결합을 하고, G(구아닌)와 C(사이토신)은 3개의 수소 결합을 합니다.

(이것을 상보적 결합이라고 합니다.)

 

수소 결합은 N,O,F 같이 전기 음성도가 큰 원자 사이에

수소 원자가 들어감으로써 생기는 강한 분자 간의 인력을 말합니다.

[그림 4] 수소 결합

사진으로 설명하면 이렇습니다.

수소 결합은 저렇게 점선으로 표시합니다.

 

인산을 한번 봅시다.

인산은 일단 이렇게 이루어져 있습니다.

[그림 5] 인산 구조

결합각은 약 109.5도 쯤 됩니다.

그런데 인산은 당과 당 사이를 연결하는 역할을 하기 때문에, 아래 그림처럼 됩니다.

[그림 6] 인산이 당과 당 사이를 연결하는 모습

당과 당 사이를 연결합니다.

총 3개의 OH가 있었는데 2개의 OH가 당과 결합을 하고 하나가 남습니다.

그런데 남은 하나의 OH에서 H가 빠져나가서 O- 로 존재합니다.

그래서 DNA 바깥쪽 부분은 (-) 전하를 띠고 있습니다.

 

당은 아래 그림처럼 이루어져 있습니다. (산소가 하나 없기 때문에 디옥시리보스 입니다.)

[그림 7] 당 구조

탄소가 5개인 5탄당입니다. 탄소가 5개이긴 하지만, 고리 안에는 4개의 탄소가 있습니다.

즉, 당은 탄소가 4개인 고리 구조를 가집니다. 당에는 5개, 당의 고리에는 4개 이렇게 됩니다.

왼쪽 윗부분의 CH2OH는 인산과 연결되는 부분입니다.

오른쪽 윗부분의 OH는 염기와 연결되는 부분입니다.