Part 2 | 설계도와 결과물
우리는 지난 글에서 핵산과 그 기본 단위인 뉴클레오타이드에 관한 이야기를 했었다. 그리고, DNA와 RNA 사이에는 사실 하나의 차이가 더 있다는 말로 글을 맺었다. 오늘은 그 차이가 무엇인지부터 알아보도록 하자.
유전정보의 핵심, 염기
지난 글에서 하나 설명하지 않은 내용이 있었다. 바로 염기에 대한 내용이다. 염기는 뉴클레오타이드에서 탄소 고리의 오른쪽 위에 결합해 있는 부품이다. 염기에는 총 5가지 종류가 있다.
염기는 아데닌(A), 구아닌(G), 사이토신(C), 티민(T), 그리고 유라실(U)이 있다. 흔히들 말하는 '염기서열'이 바로 이 알파벳들의 나열을 말하는 것이다. 염기가 어떻게 나열되는가에 따라 유전정보가 결정되게 된다. 즉, 염기서열이 곧 유전정보라고 말할 수 있다.
DNA와 RNA의 차이는 염기의 종류에서 발견할 수 있다. DNA에 있는 염기는 아데닌, 구아닌, 사이토신, 티민 4가지이다. 반면 RNA의 염기는 아데닌, 구아닌, 사이토신, 유라실로 티민 대신 유라실이 사용된다. (왜 다른 염기를 사용하느냐고? 그것은... 이 단계에서 논할 내용이 아니니, 다음을 기약하자.)
DNA의 구조
염기들은 독특한 성질이 있다. 바로 다른 염기를 끌어당긴다는 것이다. 이때, 아무 염기나 끌어당기지 않는다. 마치 자석의 N극이 S극만을 끌어들이듯이, 아데닌과 티민(혹은 유라실)이 서로를 끌어당기고, 구아닌과 사이토신이 서로를 끌어당긴다. 이렇게 염기는 서로 정해진 짝을 이루는데, 이를 염기의 '상보성'(complementarity)이라고 한다.
그래, 염기가 짝이 있다는 것은 알겠다. 그래서 뭐?라는 생각이 드는 당신, 조금만 더 이 글을 읽어보자.
염기가 짝을 이루려는 성질이 있기 때문에, 자연스럽게 DNA는 두 가닥이 결합한 이중선의 구조를 가지게 된다. 여기서 탄소 고리와 인산기의 구조로 인해 구조가 약간 비틀리며, 우리가 아는 '이중나선'(double helix)의 구조가 된다.(이중나선 구조란 사다리를 꼬아놓은 모양이라고 보면 된다. 여기서는 사다리의 발판이 염기쌍에 해당한다.)
이 구조가 왜 중요한가? 바로 안쪽의 염기가 보호되는 구조이기 때문이다. 앞서도 설명했듯, 염기서열이 곧 유전정보이다. 다르게 말하면, 인산기와 탄소 고리는 유전정보에 영향을 미치지 않는다는 것이다. 다시 DNA의 이중나선 구조를 떠올려 보자. 인산기와 탄소 고리가 바깥쪽 골격을 이루고, 안쪽에 염기서열이 보호되듯 들어가 있다. 즉, 이 구조를 통해 유전정보를 안전하게 저장할 수 있다는 뜻이다!
RNA의 구조
여기까지 왔으면 RNA는 어떤 구조를 가졌는지 궁금한 독자도 있을 것이다. RNA는 DNA와 달리 이중나선 구조를 이루지 않는다. 단일 가닥으로 존재하기 때문에 염기서열, 즉 유전정보가 변형되기 쉽다.
앞서 바이러스의 이야기를 기억하는가? 바이러스 중에는 RNA에 유전정보를 담고 있는 것도 있었다. 이것이 왜 바이러스의 변종이 그렇게 자주 튀어나오는가에 대한 답변이다. RNA는 원래도 불안정한 데다, 염기서열이 노출되어 있어 유전정보의 변형이 더 쉽게 일어나기 때문이다.
하지만 RNA는 그 구조적 유연성(flexibility) 덕분에 여러 가지 기능을 할 수 있다...
어떤 기능을 하느냐고? 그건 이다음 글을 위해 남겨두도록 하자.