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DNA 이중나선구조에서의 오류 검출 및 복구
An Error Detection and Repair on DNA Duplicate Structure 원문보기

한국정보통신학회논문지 = Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering, v.15 no.11, 2011년, pp.2500 - 2504  

김석환 (이화여자대학교 전자공학과) ,  허창우 (목원대학교 전자공학과)

초록
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살아있는 생명체는 세포로 구성되며 성장 분열을 통해 스스로 복제할 수 있는 능력을 지녔다. DNA상의 변이, 즉 돌연변이는 자손의 생존과 번식에 불리하게 작용할 수 있고 이점을 줄 수 있는 양면성을 지녔다. 본 연구에서는 DNA 이중나선은 복제 주형으로 사용되기 위해서는 먼저 이중나선이 열리고 단일 가닥으로 분리되어야 한다. 이중 나선구조결합에서의 결합의 오류부분의 위치를 찾아내고 복구하는 방법을 제시한다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Living organisms are composed of cells that can replicate themselves through growth, division packed with tons capacity. On DNA mutations, ie mutations in the offspring's survival and reproduction can be held against you, and packed with tons ambivalence that could benefit. In this study, the DNA do...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구에서는 생물의 구성단위인 세포를 기준으로 하며 단백질의 합성과정 및 진화 과정에서 오류가 발생할 경우 복구하기 위한 방법을 제시한다. 기본적으로 단백질의 이중나선 구조로 하며 A는 T와 결합을 하고 G는 C와 결합한다.
  • 본 연구에서는 생물의 기본단위인 세포의 특성을 모사하여 세포 분열 및 복제과정에서 발생되는 오류결합이 있을 경우 그 위치를 찾아내고 복구하는 방법을 공학적인 방법을 적용하고자 한다. 이에 관련 연구는 진화알고리즘 분야로 진행되어 왔다.
  • 생물의 기본 최소단위인 세포를 기준으로 DNA이중 나선구조 결합에서 오류가 발생할 경우 그 위치를 찾아내서 복구하는 방법을 제시하고자 한다. 단백질의 아미모산의 4가지 요소를 각각 숫자 0에서 3까지 신호를 부여하였다.
  • 이에 관련 연구는 진화알고리즘 분야로 진행되어 왔다. 이에 본 연구에서는 단백질의 이중나선 구조의 모델을 공학적인 방법으로 적용하여 결합구조의 형태가 다른 부분을 찾아내고 복구하는 방법을 제시한다.
  • 그러나 두 군데 이상에서 오류가 발생하거나 하나의 위치에서 이중나선 두 개가 동시에 값이 다르게 되면 위치는 찾으나 복구할 수는 없게 됨을 알 수 있었다. 이에 본 연구에서는 추후 다른 방법에서는 이런 부분을 보안하는 새로운 알고리즘 방법을 제시하고자 한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
생식세포에서 생긴 돌연변이가 중요한 이유는 무엇인가? 생식세포에서 생긴 돌연변이는 이 세포에서 발생되는 다세포 생물의 모든 세포에 전달되기 때문에 중요하다. DNA 미스매치 회복 시스템은 복제기구가 복구하지 못한 복제 실수를 제거한다[6].
생체 내 DNA 미스매치 회복 시스템의 역할은 무엇인가? 생식세포에서 생긴 돌연변이는 이 세포에서 발생되는 다세포 생물의 모든 세포에 전달되기 때문에 중요하다. DNA 미스매치 회복 시스템은 복제기구가 복구하지 못한 복제 실수를 제거한다[6]. 여기서 미스매치가 포함된 DNA 사슬 중 하나를 제거하고 결손된 DNA 사슬을 재합성 하는데 오직 새로운 합성된 DNA 가닥마을 절제하여야 한다.
DNA 복제와 세포 분열에 있어서 돌연변이가 갖는 영향은 무엇인가? 세포는 DNA 복제와 세포 분열을 통해 번식하며 DNA에 암호화 되어있는 유전정보와 동일한 복제물을 두 딸 세포에게 전달하게 된다. 이때 복제는 항상 완벽한 것이 아니어서 DNA상의 돌연변이는 자손의 생존과 번식에 불리하게 작용할 수 있게 된다. DNA를 복제한다는 것은 세포에서 질서를 유지하는 일로 유전 정보에 대한 지속적인 감시와 회복체계가 필요하게 된다[4].
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참고문헌 (7)

  1. Alberts, Bray저, 박상대 역 "필수 세포생물학," 교보문고, 2010년 

  2. KaiWilladsen. ; JanetWiles ; "Dynamics of Gene Expression in an Artificial Genome", 

  3. Moshe Sipper, " Fifty Years of Research on Self-Replication : An Overview " Artificial Life 4, pp. 137-257, 1998. 

  4. Asso Yamauchi Toshihiro, Nakashima, " Evolvability of random polypeptides through functional selection within a small library, " Protein engineering vol. 15 no.17 pp 619-626, 2002. 

  5. M Srinvians ; Lalit M, "Genetic algorithms a survey", IEEE, pp.17-26, 1994 

  6. Bedau; John S. McCaskill, " Open Problems in Artificial Life", Artificial Life 6 : pp 363-376, 2000 

  7. Jong-Hwan Kim, Kang-Hee Lee, and Yong-Duk Kim , "The Origin of Artificial Species: Genetic Robot", International Journal of Control, Automation, and Systems, vol. 3, no. 4, pp. 564-570, December 2005 

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