[생화학] 단백질 합성의 비밀: 생화학적 과정 속으로!

단백질 합성은 세포 내에서 일어나는 중요한 생화학적 과정으로, 유전 정보를 실제로 작동하는 분자로 변환하는 과정입니다. 이 복잡한 과정은 크게 세 단계로 나뉘어져 있습니다: 전사 (transcription), RNA 스플라이싱 (RNA splicing), 그리고 번역 (translation).

 

전사

전사란 DNA 상의 유전 정보가 메신저 RNA (mRNA)로 복사되는 과정입니다. DNA는 세포의 핵 안에 있는 유전자의 '청사진' 역할을 하며, mRNA는 이 청사진 정보를 세포의 리보솜에
 전달합니다. 전사 단계는 다음과 같은 과정을 포함합니다:

- 이니티에이션 (Initiation): RNA 중합효소가 특정 DNA 서열인 프로모터에 결합하여 전사를 시작합니다.
엘롱게이션 (Elongation): RNA 중합효소가 DNA를 따라 이동하면서 상보적인 RNA 뉴클레오티드를 추가해 가면서 mRNA를 합성합니다.
테르미네이션 (Termination): 전사가 종료 서열에 이르면 mRNA 합성이 멈추고, RNA 중합효소가 DNA로부터 분리됩니다.



RNA 스플라이싱


생성된 mRNA는 수정이 필요한 경우가 있는데, 이를 RNA 스플라이싱이라 합니다. 인간의 유전자에서, 코드하는 부분인 엑손(exon)과 코드하지 않는 부분인 인트론(intron)이 교차하며 존재합니다. 스플라이싱 과정에서는 이 인트론이 제거되고 엑손이 연결되어, 새로운 mRNA가 만들어집니다. 이 수정된 mRNA는 이제 단백질을 합성하기 위한 정확한 정보를 가지고 있게 됩니다.


번역


번역은 리보솜이 mRNA의 코돈(codon)이라 불리는 3개의 연속된 뉴클레오티드 서열을 읽어 해당 아미노산을 추가하여 단백질을 합성하는 과정입니다. 번역 과정은 아래와 같습니다:


- 이니티에이션: 번역을 시작하기 위해 작은 리보솜 서브유닛이 mRNA의 시작 코돈에 결합합니다. 대부분의 경우, 시작 코돈은 AUG로, 이는 메티오닌 아미노산에 해당합니다.
엘롱게이션: tRNA(전사 RNA)는 상보적인 안티코돈(anticodon)을 가지고 있으며, 아미노산을 운반합니다. tRNA는 리보솜의 A (아미노산) 사이트에 결합하며, 리보솜이 tRNA에 결합된 아미노산 사이에서 펩티드 결합을 형성합니다. tRNA는 다음 코돈으로 이동하면서 연쇄적으로 아미노산을 추가해 갑니다.
테르미네이션: 단백질 합성은 종결코돈(UGA, UAA, UAG 중 하나)에 이르러 종료됩니다. 이 코돈은 아미노산을 코딩하지 않으며, 종결 인자라는 특수한 단백질이 이 코돈에 결합하여 합성이 끝났음을 알립니다.



단백질 합성을 완료한 후에는 접힘(folding), 포스트-번역 수정(post-translational modification)과 같은 후속 과정을 거쳐 최종적으로 기능하는 단백질이 만들어집니다.


이 과정들은 세포의 정확한 조절 하에 이루어져서 각각의 세포와 조직이 필요로 하는 단백질이 적절한 시간에 적절한 양만큼 생성됩니다. 핵산의 염기 서열이 어떻게 단백질의 아미노산 서열으로 변환되는지를 설명하는 이 중심 원리는 '중심 원리'(Central Dogma)로 알려져 있으며, 모든 생명 현상의 기초가 됩니다.

 

봐주셔서 감사합니다!!!