01 생물분자의특성 5 02 세포막의구조와기능 19 03 세포와소기관 29 04 효소 39 05 세포호흡 45 06 광합성 63 07 세포분열 75 08 유전학 87 09 복제 99 10 유전자의발현 109 11 바이러스및원핵생물의분자생물학 125 12 진핵생물의게놈과분자생물학 135 13 돌연변이 151 14 DNA Technology 161 15 세포신호전달계 175 16 신경 185 17 신경계 193 18 호르몬 201 19 감각계 213 20 효과기 229 21 순환계 239 22 호흡계 249 23 소화와영양 257 24 배설계 263 25 체온조절 273
26 발생학 275 27 생식 293 28 면역계 301 29 식물학 317 30 진화 335 31 생태학 343 32 분류 361 33 실험실전편 369 34 실험이론편 407
PART 01 생물분자의특성 생물분자의특성 www.imyonggosi.com 5
01 탄수화물 ( 글리코시드결합 ) 1 단당류 리보오스 (RNA 구성 ), 디옥시리보오스 (DNA 구성 ) 6 탄당 : 포도당, 갈락토오스, 과당 생체내대부분의당은 D form, 모든단당류는환원당 2 이당류 반응성이낮은설탕은식물에서체관으로의양분을수송할때사용 엿당 젖당 설탕 구성 포도당 + 포도당 포도당 + 갈락토오스 포도당 + 과당 결합 α1 4 결합 β1 4 결합 α1 β2 결합 환원성 환원당 환원당 비환원당 6 이선주생물
PART 01 생물분자의특성 3 다당류 P. 2017. 1 모두비환원당 양분저장 식물 동물 아밀로오스포도당 α1 4 결합아밀로펙틴 포도당 α1 4 결합, 곁가지는 α1 6결합 한개환원말단, 여러개비환원말단글리코겐 글리코겐이아밀로펙틴보다곁가지가많아더빠르게포도당획득 식물 곤충, 균류 셀룰로오스 키틴 식물의세포벽성분 포도당의 β 1 4 결합 곤충의외골격, 균류의세포벽성분 N-아세틸글루코사민의 β1 4 결합 구조 프로테오글리칸글라이코칼릭스 M.2005. 예비.3 펩티도글리칸아가로오스 단백질 + GAG( 음전하를띠는이당류연속체 ) 결합조직형성 당사이의음전하반발력 염과물끌어당김 부푼구조 세포밖분비또는막관통형 hyaluronan, 콘드로이틴황산염, 케라탄황산염, 헤파란황산염 GAG 헤파란황산염 : 혈액응고억제, 막관통형으로존재하며리간드결합도움 M2005. 예비,32 / M.2009.37 세포의표면을보호하는당구조 적혈구의표면 진정세균의세포벽, NAG + NAM의 β1 4 결합 세균용혈방지 해조류의세포벽, 전기영동에사용 www.imyonggosi.com 7
02 지질 ( 에스터결합 ) 1 중성지방 : 글리세롤 + 3 지방산 주로에너지원으로사용 백색지방세포에저장 지방산의종류 M.2010.24 탄소사슬에이중결합없음 포화지방산 상온에서고체, 동물성기름 탄소사슬에 cis 이중결합 cis - 불포화지방산 상온에서액체, 식물성기름 필수지방산 ( 리놀레산 ) cis- 불포화지방산에서수소첨가반응 trans- 불포화지방산 상온에서고체 체내축적시분해안됨. 오직에너지원 2 막지질 생체막구성성분, 구획화, 반투과성막 한쪽은소수성, 다른한쪽은친수성의인지질로구성인산지질 ( 인지질 ) 글리세롤 + 2지방산 + R기 ( 친수성 ) 당지질 스핑고지질 에터지질 식물엽록체틸라코이드내막의주요성분 스핑고신 + 1 지방산 + R기 수초막지질, ABO식혈액형 막지질은단일층또는이중층가능 고세균 ( 호염균, 호열균, 메탄생성균 ) 은극한환경에살기위해더안정한에터결합선택 8 이선주생물
PART 01 생물분자의특성 3 스테롤 6각형고리 3개 + 5각형고리 1개 진핵생물 ( 동물 ) 은콜레스테롤을간에서합성 세포막안정성유지 ( 더울때해리억제, 추울때응고억제 ) 기능 스테로이드호르몬전구체 ( 코티솔, 알도스테론, 남녀성호르몬 ) vit D 전구체 담즙산생성 4 지질흡수과정 : 유미입자 ( 소장 ) 암죽관 쇄골하정맥 심장 간 지방세포 조직세포 유미입자 - Apo B 48, 간에서 VLDL - Apo B 100, 지방세포에서 LDL - Apo B 100 5 지용성비타민 비타민 A 비타민 D 비타민 E 비타민 K 베타카로틴에서만들어짐 콜레스테롤유도체 항산화제 장내세균이생성 시각성립에관여, 부족시야맹증 소장에서칼슘과인산흡수도와줌 피부에서광화학반응으로합성 간, 소장거쳐활성화 혈액응고인자의합성시 γ 카르복실화변형에관여 결합시혈액응고 와파린 : 비타민 K 유사체, 혈액응고억제 www.imyonggosi.com 9
03 단백질 ( 펩티드결합 ) 1 아미노산 R 기에따라 20 가지 생체내에서주로 L form 으로존재 양전하성 ( 염기성 ) 아미노산 리신, 아르기닌, 히스티딘 등전점이비교적 음전하성 ( 산성 ) 아미노산 아스파르트산, 글루탐산 등전점이비교적 방향성 페닐알라닌, 티로신, 트립토판 이황화결합 시스테인 α 나선구조 글리신, 프롤린 적게분포 β 병풍구조 글리신, 프롤린 많이분포 10 이선주생물
PART 01 생물분자의특성 아미노산적정곡선 : ph 변화에따라 R기와 N말단, C말단의전하변화 등전점 : 물질의알짜전하가 0이되는 ph 음전하아미노산 pi < 무극성아미노산 pi < 양전하아미노산 pi 음전하아미노산 pk R < 양전하아미노산 pk R P.2013.5 / P.2014.5 / P.2018.3 pi보다낮은 ph에서는 + 전하, pi보다높은 ph에서는 - 전하. 등전점전기영동 섞여있는아미노산들을 pi값에따라분류 ( 아미노산들이이동하다가각자의 pi값이되면이동을멈춘다.) + 극에는낮은 ph, -극에는높은 ph 걸어줌 시료는젤상에아무곳에나놓아도된다. www.imyonggosi.com 11
2 중합체 1 차구조 아미노산이펩티드결합으로일렬배열 N 말단 C 말단 polypeptide R 기의배열로접힐정보들어있음 펩티드결합을이룬원자들사이의수소결합 pro, gly 없음 2 차구조 α 나선구조 β 병풍구조 소수성아미노산많음. 막관통구조 케라틴 pro, gly 풍부 명주 3 차구조 4 차구조 폴리펩티드사슬의복합구조로 R기들사이의다양한결합 이온결합 / 수소결합 / 소수성결합 / 반데르발스결합 / 이황화결합 단백질구조변성요인 : ph( 이온결합 ), 열 ( 수소결합 ), 계면활성제 ( 소수성결합 ), 요소 ( 수소결합 ), 환원제 (β-머갑토에탄올, DTT, 이황화결합 ) 폴리펩티드가여러개가모인구조 R기들사이의다양한결합 헤모글로빈 단백질은자발적으로또는샤페론의도움을받아접힘 3 단백질과염의관계 염석 : 지나치게많은염은단백질이변성되지않은온전한상태로침전되게함 4 몇가지단백질들 ( 세포외기질을구성 ) 콜라겐 : 신장력. 합성과정에서비타민 C 을이용해 hydroxy-pro 변형일어남 [ 단백질실험 ] 1 조추출액획득 : 단백질성분들은위층에존재 2 염석 : 단백질침전물얻기 ( 나중에침전될수록용해도 ) 3 투석 : 염제거하며단백질농축 12 이선주생물
PART 01 생물분자의특성 4 크로마토그래피 고정상과이동상이시료와상호작용을하는정도에따라분리 전개율 = 용질전개거리 / 용매전개거리 박층 크로마토그래피 P.2013.23 다공성충전제를사용 큰분자가먼저, 작은분자가나중에나옴 겔여과 크로마토그래피 P.2012.4 전하간상호작용을이용 음이온교환크로마토그래피 : 양이온수지 양이온교환크로마토그래피 : 음이온수지 NaCl 처리시약한결합력의분자부터차례로용출 이온교환크로마토그래피 M.2008.17/ P.2013.5/ 2014. 임용.A.12 www.imyonggosi.com 13
화학기와결합하는성질을이용 NaCl 또는경쟁적저해제 ( 기질유사체 ) 의결합강도에따라차례로용출 친화 크로마토그래피 M.2009.39 5 등전점전기영동 (IEF) : PI 값으로단일단백질각각분리 2017. 임용 A.14 6 SDS-PAGE : 분자량에따라단백질을밴드로분리, 단백질의수 ( 밴드수 ), 양 ( 밴드두께 ), 크기측정. M.2007.13 / P.2014.3 SDS : 계면활성제, 단백질선형구조로변성, 아미노산에음전하를띠게함. 14 이선주생물
PART 01 생물분자의특성 [4 차구조단백질분석 ] P.2012.4 겔여과크로마토그래피 ( 온전한단백질 ), SDS-PAGE( 변성된단백질 ) 로분자량측정후값을 나누면 subunit 수알수있다. [2D- 전기영동 ] M.2014.20 / P.2015.5 단백질들을 pi 값과분자량으로분리 실험순서 : IEF(1 차 ) SDS-PAGE(2 차 ) www.imyonggosi.com 15
7 아미노산서열분석 각절편들의서열순서대로맞추기 이황화결합위치추적 : 단백질가수분해효소로절단 1차크로마토그래피 환원제처리 2차크로마토그래피 대각선에서벗어나는분리되는점확인 2015. 임용 A.6 16 이선주생물
PART 01 생물분자의특성 04 핵산 ( 인산디에스터결합 ) 1 기본단위체 : 5 탄당 + 염기 + 인산 2 중합체 RNA DNA 퓨린 : A, G / 피리미딘 : U, C NTP, 인산디에스터결합 5` 3`으로합성 단일가닥이어서불안정 ribose의 2`-OH 때문에알칼리조건에서쉽게가수분해 퓨린 : A, G/ 피리미딘 : T, C dntp, 인산디에스터결합 5` 3`방향으로합성됨 역평행이중가닥 (A=T, C G) deoxyribose의 2`-H 변형으로쉽게가수분해되지않음 www.imyonggosi.com 17
3 DNA 와흡광도 A260 흡광측정 : GC 비율이높을수록 Tm 값증가 M.2005.24 4 DNA 와염관계 NaCl 농도높을수록 Tm 값증가한다. DNA 에염과알코올을넣어주면침전형성 05 검출법 환원당 p.2013.2 베네딕트반응 Cu 사용, 청록색 황적색 녹말요오드 - 요오드화칼륨용액노란색 청남색 지방수단 Ⅲ 붉은색 선홍색 아미노산닌히드린 ( 아미노기검출 ) 반응무색 파란색 ( 프롤린만노란색 ) 단백질 뷰렛반응 A280 흡광측정 Bradford assay M.2010.21 Cu 와배위결합, 청록색 보라색 티로신, 트립토판이주로흡광 coomassie blue 가단백질에비특이적으로결합해흡광 DNA 삽입물질 EtBr, acridine orange, propidium iodide 음전하를이용한염색 염기성시약 ( 메틸렌블루, 아세트산카민 ) P.2012.1 18 이선주생물