염기서열의 상류와 하류
빌드업
염기서열의 방향은 위의 그림처럼 오탄당의 탄소 원자 위치에 따라 번호를 부여함으로써 나타낼 수 있다. RNA와 DNA는 구체적으로 3번 탄소 $3’$와 5번 탄소 $5’$가 인산에스터 결합phosphodiester Bond을 형성함으로써 사슬 구조를 이룬다. 가령 네 개의 염기가 다음과 같이 탄소 위치와 함께 주어져 있다고 하자.
$$ 3’C5’ \\ 5’A3’ \\ 5’G3’ \\ 5’T3’ $$
이들이 적절하게 인산에스터 결합을 형성한다면, 그 하나의 예로써
$$ 5’C3'5’A3'5’G3'5’T3’ $$
와 같은 사슬 구조가 될 수 있는 것이다.
[ NOTE: $5’C3’$ 는 결합을 위해 방향이 뒤집혔다. ] 여기서 사슬 구조를 이루고 있다면 당연히 3번 탄소 $3’$와 5번 탄소 $5’$가 결합되어 있다는 뜻이므로 생략해도 상관 없다. 깔끔하게 정리하면 $$ 5’CAGT3’ $$ 과 같이 표기할 수 있을 것이다. 보다시피 핵산염기의 한쪽 끝은 반드시 $5’$이고 반대쪽 끝은 반드시 $3’$ 이 된다. 세포 내에서 DNA와 관련된 대부분의 반응은 5’에서 $3’$로 타고 내려가므로, 염기서열의 방향은 이 두 개의 말단 탄소를 확인함으로써 결정될 수 있는 것이다.
정의
염기서열에서 $5’$를 상류upstream, $3’$를 하류downstream라 한다.
- 이러한 개념에서 상류와 하류의 명명은 아주 자연스럽다고 말할 수 있을 것이다. 보통 우리가 글을 읽을 때 왼쪽에서 오른쪽으로 읽듯 염기서열 역시 상류에서 하류로 흐르면서 읽히기 때문에 상류를 왼쪽에, 하류를 오른쪽에 두고 표기하게 된다2.
조재창 역, Dan E. Krane, Michael L. Raymer. (2007). 생명 정보학(Fundamental Concepts of Bioinformatics): p3~7 ↩︎