리보핵산

RNA는 인산, 오탄당인 리보스, 그리고 네 가지 질소 염기가 결합한 뉴클레오타이드의 중합체이다. 각 뉴클레오타이드는 한 뉴클레오타이드의 인산기와 다른 뉴클레오타이드의 당 사이에서 형성되는 포스포디에스테르 결합을 통해 긴 사슬을 형성한다.

• 리보스 당: RNA의 당 성분인 리보스는 2번 탄소 위치에 하이드록실기($-OH$)를 가지고 있다. 이는 디옥시리보스를 가진 DNA와 구별되는 화학적 특징이다.
• 염기 구성: 아데닌(A), 구아닌(G), 사이토신(C)은 DNA와 공통적이지만, DNA의 티민(T) 대신 **우라실(U)**을 염기로 사용한다.
• 입체 구조: RNA는 대개 단일 가닥으로 존재하지만, 사슬 내에서 상보적인 염기쌍(A-U, G-C)을 형성하며 스스로 접힐 수 있다. 이를 통해 헤어핀 루프(hairpin loop)와 같은 복잡한 3차원 구조를 형성하며, 이러한 구조는 RNA의 안정성과 생물학적 기능에 결정적인 역할을 한다.

RNA는 DNA와 구조적으로 유사하나 화학적 성질과 안정성에서 차이를 보인다.

세포 내 RNA는 기능에 따라 크게 세 가지 주요 유형으로 나뉜다.

1. 전령 RNA (mRNA): DNA의 유전 정보를 복사하여 리보솜에 전달하는 템플릿 역할을 한다. 특정 단백질 합성을 지시하는 암호화된 정보를 담고 있다.
2. 리보솜 RNA (rRNA): 단백질 합성 기구인 리보솜의 주요 구성 성분이다. 아미노산을 연결하여 폴리펩타이드 사슬을 형성하는 촉매 활동을 수행한다.
3. 운반 RNA (tRNA): mRNA의 코돈에 대응하는 특정 아미노산을 리보솜으로 운반한다. 한쪽 끝에는 안티코돈이, 다른 쪽 끝에는 아미노산 결합 부위가 있어 유전 암호를 해독한다.

단백질로 번역되지 않으면서 세포 내에서 다양한 조절 기능을 수행하는 RNA를 비코딩 RNA(ncRNA)라고 한다. 여기에는 다음과 같은 종류가 포함된다.

• 미세 RNA (miRNA): 유전자 발현을 조절한다.
• 소형 핵 RNA (snRNA): RNA 스플라이싱 등 핵 내 과정에 관여한다.
• 소형 핵소체 RNA (snoRNA): RNA의 화학적 변형에 관여한다.

RNA는 유전 정보가 실제 단백질로 발현되는 과정에서 핵심적인 매개체이다.

• 전사(Transcription): 세포핵 내에서 DNA의 염기 서열을 바탕으로 상보적인 mRNA가 합성되는 과정이다.
• 번역(Translation): 세포질의 리보솜에서 mRNA의 정보를 읽어 단백질을 만드는 과정이다. tRNA가 아미노산을 가져오면 rRNA가 이들을 결합시켜 단백질 사슬을 완성한다.

지구 생명의 초기 역사에서 DNA와 단백질이 출현하기 전, RNA가 유전 정보 저장과 화학 반응 촉매 기능을 모두 수행했다는 가설이다. RNA는 정보를 저장할 수 있는 염기 서열을 가짐과 동시에, 효소처럼 작용하는 **리보자임(Ribozyme)**의 특성을 모두 갖추고 있기 때문이다. 오늘날 리보솜의 핵심 부위가 RNA로 이루어져 단백질 합성을 촉매한다는 사실이 이 가설을 뒷받침한다.

대부분의 생명체는 DNA를 유전 물질로 사용하지만, 일부 바이러스는 RNA를 유전 정보의 저장 매체로 사용한다. 이러한 RNA 바이러스는 자신의 RNA 게놈을 복제하거나 숙주 세포의 기구를 이용하여 직접 단백질을 합성하며 증식한다.