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염기서열의 상류와 하류

빌드업

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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 결합^{phosphodiester Bond}을 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 상류^upstream, $3’$를 하류^downstream라 한다.

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• 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.