유전자 돌연변이

고등학교생물명시적 정렬, 표준 유전 암호에 따른 디코딩, 서열의 범주별 비교를 사용한 짧은 코딩 서열의 치환·삽입·결실

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이 실험 소개

원하는 DNA 위치를 편집하고 변경 전후의 정확한 서열을 비교합니다. 정렬 간격을 통해 삽입과 결실을 확인할 수 있으며, 코돈 디코딩으로 어떤 아미노산 서열이 바뀌는지 알 수 있습니다. 미리 설정된 예시는 단백질 기능을 예측한다고 주장하지 않으면서 침묵 변이, 미스센스 치환, 조기 종결, 프레임 시프트를 구분합니다.

학습 목표

  • 염기 치환과 삽입 또는 결실을 구분합니다.
  • 삽입 길이를 3으로 나눈 나머지와 읽기 틀 보존의 관계를 연결합니다.
  • 코돈 조회의 한계를 인식하면서 서열 수준의 범주를 비교합니다.

사용 방법

  1. 1침묵 변이 예시를 적용하고, 바뀐 DNA와 변하지 않은 아미노산 조회 결과를 비교합니다.
  2. 2미스센스 변이와 조기 종결 예시를 적용하고, 바뀐 잔기와 종결 위치를 살펴봅니다.
  3. 3염기 하나를 삽입하고 염기 세 개를 삽입한 경우와 비교합니다.
  4. 4다른 기준 위치를 선택하고 편집을 적용한 뒤, 두 서열과 편집 유형을 기록하세요.

모델

프레임을 유지하는 서열 길이 변화
프레임을 이동시키는 서열 길이 변화

가정

  • 기준 서열은 인트론이 없는 짧은 코딩 서열입니다. 모든 해독은 1번 프레임과 표준 유전 암호를 사용하며, 프레임 내에서 처음 만나는 종결 코돈에서 멈춥니다.
  • 삽입된 염기는 선택한 기호를 반복합니다. 결실은 선택한 개수를 상한으로 하여 사용 가능한 염기를 제거합니다. 간극은 정렬에만 표시되며 해독에 사용되는 서열에는 포함되지 않습니다.
  • 원래의 ATG 시작 코돈이 바뀌면 별도로 표시됩니다. 이 해독기는 번역 개시, 스플라이싱, RNA 안정성, 단백질 접힘이나 활성, 생물체 수준의 영향을 모델링하지 않습니다. 또한 프레임을 유지하는 삽입·결실도 주변 코돈이나 종결 신호를 바꿀 수 있습니다.

수업에서 해 보기

  1. Q1DNA의 변화가 해독된 아미노산 서열을 바꾸지 않을 수 있는 이유는 무엇인가요?
  2. Q2주변 코돈이 바뀌더라도 염기 3개를 추가하면 하류 프레임이 유지되는 이유는 무엇인가요?

자주 묻는 질문

동의적 편집은 생물학적 결과가 전혀 없음을 보장하나요?

아니요. 코돈을 해독해 얻은 아미노산에 변화가 없더라도 조절, 가공 또는 그 밖의 서열 의존적 영향은 반영되지 않습니다.

더 앞선 위치에 종결 코돈이 나타나면 이 모델이 항상 실제 단백질을 예측한다는 뜻인가요?

아니요. 이는 지정된 해독기를 기준으로 한 판독틀 내 서열 변화일 뿐, 실제 번역 개시나 발현을 나타내지는 않습니다.