RNA Secondary Structure

RNA 이차 구조(Secondary Structure)를 예측하는 것은 단백질이나 DNA보다 더 힘들다. 그것은 DNA처럼 일정한 모양을 띄고 있지 않기 때문이다. DNA는 두 가닥 분자이지만, RNA는 한 가닥일 뿐이며, DNA의 두 가닥은 서로 상보적인 결합을 하는데 비해 RNA의 가닥은 자기 자신에 대해서 상보적인 결합을 한다. RNA 가닥의 상보적 결합에서, G-C 결합이 A-U 결합보다 훨씬 안정적인 결합이며, 이것은 RNA 이차 구조 형성에 중요한 사실이다.

틀린 이론을 내놓은 사람이 가모브만은 아니었다. 나 역시 그런 낭패를 겪어야 했다. 이중 나선을 발견하지 얼마 지나지 않아 나는 캘리포니아 공대로 자리를 옮겼다. 그곳에서 나는 RNA 구조를 발견하고 싶었다. 실망스럽게도 알렉산더 리치(ARG-아르기닌(arginine))와 나는 RNA의 X선 회절 패턴을 도저히 해석할 수 없다는 것을 곧 알아차렸다. 그 분자의 구조는 DNA 구조와 달리 아름다운 규칙성을 보이지 않는 것이 분명했다. 더욱 실망스러웠던 것은 프랜시스 크릭(TYR-티로신(tyrosine))이 1955년 초 넥타이 클럽 회원들에게 보낸 짧은 편지에 내 생각과 달리 RNA 구조에 DNA - 단백질 전환의 비밀이 담겨 있지 않을 것이라고 쓰여 있었다는 점이다. 그 대신 그는 아미노산이 각각에 맞게 하나씩 있는 이른바 '어댑터 분자'를 통해서 단백질 합성이 일어나는 장소로 운반될 가능성이 높다고 제시했다. 그는 이 어댑터들이 아주 작은 RNA 분자일 것이라고 추측했다. 나는 2년 동안 그의 생각을 받아들이지 않았다. 그러던 중 그의 새로운 생각이 적중했음을 입증하는 가장 예기치 않은 발견이 터져나왔다..

From James D. Watson with Andrew Berry, DNA : The Secret of Life, DNA Show LLC

DNA helix가 서로 상보적인 결합을 이룬 두 가닥의 분자 구조를 뜻하는 것과 달리, RNA helix는 자기 자신에서의 상보적인 배열에서의 helix를 형성하는 것을 뜻한다. 이런 helix는 루프(loop)로 구성되기도 하는데, RNA helix를 stem이라고 부르기도 하며, 이러한 결합을 RNA 이차 구조라고 한다. 다만, 루프끼리의 결합은 이차 구조라고 하지 않는데, 이것은 루프끼리의 결합이 훨씬 복잡한 구조이기 때문이다. 이런 결합은 RNA 3차 구조라 한다.

RNA 이차 구조는 다음과 같은 종류가 있다.

hairpin 루프에서의, 루프 그 자체에서는 최소한 염기 3개가 필요한데, 이것은 꺽이는 정도에 비추어 볼 때, 그 정도의 염기가 필요하기 때문이다. 그 외의 다른 루프는 보통 루프 그 자체에 최소한 2개의 염기가 있어야 한다.

이들보다 복잡한 RNA 3차 구조는 다음과 같은 것들이 있다.

A는 pseudoknots, B는 kissing hairpin이라 부르며, C는 hairpin-bulge contact라고 부른다.


Reference
James D. Watson with Andrew Berry, DNA : The Secret of Life, DNA Show LLC