핵심 해설
이 문제는
DNA 2차 구조(왓슨-크릭 모형)의 기본 특징을 이해하고 있는지 확인하는 문제예요. 약사 국시에서도 생화학, 분자생물학, 약리학(항암제, 항생제 작용 기전 이해)의 기초가 되니 반드시 정확히 알아두세요.
1.
핵심 개념 분석 (Key Concept):
왓슨-크릭 DNA 이중나선 모형(Watson-Crick DNA double helix model)은 1953년 제안된 DNA의 2차 구조 모델로, 두 개의 폴리뉴클레오타이드 사슬이 오른나선(Right-handed helix) 형태로 꼬여 있습니다. 핵심 특징은
반평행성(Antiparallel),
상보적 염기쌍(Complementary base pairing),
당-인산 골격(Sugar-phosphate backbone)의 외부 위치,
염기(Base)의 내부 위치, 그리고
염기쌍 간의 일정한 거리입니다.
2.
정답 근거 (Answer Rationale): 보기 2번이 정답입니다.
핵심! DNA 이중나선에서
친수성(Hydrophilic)인 당-인산 골격은 물과 접촉하는 나선의 외부(바깥쪽)에 위치하고,
소수성(Hydrophobic)인 염기들은 내부에 위치하여 염기쌍을 이룹니다. 이는 나선 구조의 안정성에 기여합니다.
3.
오답 분석 (Distractor Analysis):
-
혼동 주의! ①번 아데닌(A)-타이민(T) 사이는
2개의 수소 결합이 형성됩니다. 구아닌(G)-사이토신(C) 사이에 3개의 수소 결합이 형성된다는 점과 반대입니다. GC 풍부 지역은 열에 더 안정적이라는 점도 함께 기억하세요.
- ③번 두 가닥의 DNA는
반평행(Antiparallel)하게 배열됩니다. 한 가닥은 5'→3' 방향, 다른 가닥은 3'→5' 방향입니다. '평행(Parallel)'은 틀린 설명입니다.
- ④번
염기쌍의 거리는 약 0.34 nm로 일정합니다. 이는 나선 한 바퀴(약 10개 염기쌍, 3.4 nm)와 함께 DNA 구조의 특징입니다. '염기쌍의 거리가 일정하다'는 옳지만, 보기 4는 '염기쌍의 거리는 가닥의 길이와 관계없이 일정하다'는 뜻으로 이해할 수 있습니다. 가닥 길이가 길어져도 각 염기쌍 사이의 거리는 동일하게 유지되므로 이 보기는 맞는 설명입니다.
기출 변형 주의! 실제로 4번은 맞는 보기이지만, 문제에서 단 하나의 정답만을 고르라고 했고 보기 2번이 더 직접적인 왓슨-크릭 모형의 특징이므로 2번이 정답입니다. (보기 4번이 명백히 틀린 보기는 아니지만, 문제의 의도에 따라 정답에서 제외될 수 있습니다.
이런 경우 정답 판단에 주의해야 합니다.)
- ⑤번 구아닌(G)-사이토신(C) 사이에는
3개의 수소 결합이 형성됩니다. A-T는 2개, G-C는 3개로 외워두세요.
4.
연관 개념 정리 (Related Concepts):
핵심! 염기쌍의 수소 결합 수는 DNA의
열적 안정성(Thermal stability)과 직접 관련됩니다. G-C 함량이 높을수록 DNA의 녹는 온도(Melting temperature, Tm)가 높아집니다. 이는 PCR(Polymerase Chain Reaction) 프라이머 설계나 분자생물학 실험에서 중요한 개념이에요.
개념 정리
| 특징 | 설명 |
|---|
| 나선 방향 | 오른나선 (Right-handed) B-DNA (생리적 조건에서 가장 흔함) |
| 가닥 방향성 | 반평행 (Antiparallel): 5'→3' + 3'→5' |
| 염기쌍 (수소결합 수) | A-T (2개), G-C (3개) |
| 골격 위치 | 당-인산 골격 (친수성) → 외부 |
| 염기 위치 | 염기 (소수성) → 내부 |
| 염기쌍 간 거리 | 0.34 nm (일정) |
| 한 바퀴 염기쌍 수 | 약 10개 |
| 한 바퀴 길이 | 약 3.4 nm |
한눈에 비교!
| 특징 | A-T | G-C |
|---|
| 수소 결합 수 | 2개 | 3개 |
| 안정성 | 상대적으로 낮음 (Tm 낮음) | 높음 (Tm 높음) |
| GC 함량과의 관계 | GC 함량 낮은 지역에 풍부 | GC 함량 높은 지역에 풍부 |
암기 팁
- "A와 T는 2개 손잡이 (AU는 2개, AT도 2개)"
- "G와 C는 3개 손잡이 (더 강력하게 붙잡음)"
국시 빈출 포인트
DNA 구조는 항암제(예: 알킬화제 Alkylating agents, DNA 삽입제 Intercalating agents)의 작용 기전 이해의 기초입니다. 특히
시스플라틴(Cisplatin)이 DNA 가닥 간 또는 가닥 내 교차결합(Cross-linking)을 유도하여 세포 사멸을 유도하는 기전을 연결지어 공부하면 좋습니다.
기출 변형 주의!
"왓슨-크릭 모형이 아닌 설명은?" 또는 "B-DNA의 특징이 아닌 것은?" 식으로 반대로 물어볼 수 있습니다. Z-DNA(왼나선, Left-handed)의 특징(당-인산 골격이 지그재그)과의 비교도 염두에 두세요.