목차
1. RNA의 정의
핵산은 DNA와 RNA로 이루어져 있습니다. 이 중 RNA는 지방이나 단백질 탄수화물 같은 것과 함께 생명체를 이루는 주된 물질인데 RNA는 DNA 처럼 뉴클레오타이드가 연결된 폴리머를 이룹니다.
둘의 차이는 DNA가 대부분 염기쌍을 이루는데 RNA의 경우는 많은 작용이 염기쌍을 이루지 않습니다. 그리고 이뤄지는 염기 물질도 조금의 차이가 있습니다. DAN는 아데닌, 구아닌, 티민, 시토신 염기로 이뤄졌지만 RNA는 아데닌 구아닌, 유라실 시토신으로 이루어져 있습니다. RNA분자들은 세포 시그널의 인식, 유전자의 조절 등 여러가지 생명현상에 관여할뿐만아니라 자체로 효소역할을 하기도 합니다. DNA유전정보를 tRNA로 전해주는 mRNA가 보통적으로 가장 많이 알고 있는 RNA입니다. 그외 mRNA, tRNA, rRNA, snRNA, non-codingRNA 등이 세포속에서 작용하는 RNA들입니다.
2. RNA의 구조
RNA의 구조를 살펴보면 각 뉴클레오타이드는 리보오스당 탄소의 1` 의 자리에 염기가 이어져 있고 탄소 3' 자리에 인산이 이어져 있는 모습입니다. 리보오스마다 탄소 2'은 수산기 (-OH)가 연결되어 있어 리보오스에 탄소 2'에 수소(-H)만 연결되어 있는 DNA와 차이가 나타납니다. 이러한 맥락으로 탄소 1` 자리에는 4가지 종류의 염기가 이어질 수 있어서 DNA의 염기와 같이 아데닌, 시토신, 구아닌은 이어지지만 특이하게 타이민 대신 유라실을 이용하는 것이 RNA의 다른점입니다. RNA도 DNA 처럼 시토신:구아닌, 그리고 아데닌:유라실 염기쌍이 수소결합이 이뤄질 수 있고 상황에 따라서 구아닌:아데닌의 염기쌍이 수소 결합을 할 수도 있습니다. 여러 구조적 특징 중에 RNA가 DNA가 대표적으로 다른 점을 꼽자면 리보오스 탄소 2`에 수산화기(-OH)가 이어져 있다는 것입니다. 이러한 구조로 인해 RNA는 DNA보다 더 다양한 구조를 갖을 수 있게 됩니다. 또 2` 수산화기가 뉴클레오타이드-뉴클레오타이드 결합인 포스포다이에스터 (phosphodiester) 결합을 공격하여 RNA 가닥이 이어지지 않도록 할 수도 있습니다.
다양한 구조를 갖는 RNA에 대해서 말하자면 tRNA에서 변화가 많이 일어나는 모습이 발견되는데 대부분 RNA 염기가 메틸화 등으로 변화를 일으키는 모습을 볼 수 있습니다. 특히 하나의 줄기인 RNA는 단백질과 함께 접힘(folding)을 통해 3차원 구조를 만들수 있는데 이러 3차원 구조를 만들어내는 염기쌍 간의 수소결합 이나 인산기와 염기 간의 수소결합의 결합력을 통해 3차원 구조를 만들어 냅니다. RNA의 인산기에는 강한 음전하가 나타나기 때문에 상황에 맞게 Mg2+와 같은 금속이온과 결합하여 RNA의 3차 구조가 안정화되는 형태로 보입니다.
3. RNA의 종류
RNA는 다양한 형태의 종류로 나타나는데 우선 가장 많이 보이는 형태의 종류는 비번역 RNA(non-coding RNA, ncRNA)입니다. 비번역 RNA는 보통 단백질을 코드를 하지 않습니다. 또한 비번역 RNA를 전사하는 유전자로부터 생성되기도 하지만 단백질을 코드하는 mRNA의 인트론으로부터 생겨나기도 합니다. 기본적으로 mRNA는 DNA의 유전정보를 리보솜에 전달하여 단백질 합성을 만드는 RNA이기에 mRNA의 염기서열은 단백질을 구성하는 아미노산의 서열을 결정하게 됩니다. 이런 mRNA 중에서도 가장 많이 알려진 비번역 RNA로는 단백질의 번역에 관여하는 전달 RNA(transfer RNA, t-RNA)와 리보솜 RNA(ribosomal RNA, rRNA)가 있습니다.
마이크로 RNA(miRNA)나 긴 비번역 RNA(long-noncoding RNA)와 같이 유전자가 나타나는 것을 조절하는 RNA도 있고 RNA가 3차원 구조를 형성하여 화학반응을 촉진시켜 효소로서 작용하는 RNA도 (리보자임, Ribozyme) 있는 등 여러 종류로 나타나고 있습니다.
번역(translation)에 관여하는 RNA
mRNA는 앞에서 밝힌 바와 같이 비번역에 관여하기도 하지만 기본적으로는 단백질을 코드하는 RNA로 단백질을 구성하고 있는 아미노산의 서열 유전정보를 리보솜으로 이동하여 리보솜이 단백질을 생산할 수 있도록 합니다. 따라서 mRNA가 갖고 있는 3개의 뉴클레오타이드(코돈)가 1개의 아미노산을 코드하게 되는 것입니다. 진핵생물의 경우에는 DNA로부터 mRNA 전구체가 먼저 전사되고, 처리된 다음 완전한 mRNA가 완성되게 됩니다. 이렇게 만들어진 mRNA가 핵에서부터 세포질로 이동되고 tRNA와 리보솜에서 단백질 생산에 기여하게 됩니다.