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같은 곡을 다른 악보로 적는다 — 그런데 악보가 연주를 바꾼다

Step 4 · 왜 이 걸음이 있나

같은 곡을 다른 악보로 적는다 — 그런데 악보가 연주를 바꾼다
단백질은 그대로입니다. 바뀌는 것은 적는 방식뿐입니다. 그런데 그 방식이 연주를 바꿉니다.

III 권에서 구조체 하나를 지었습니다. 아미노산 309개 짜리 다중 에피토프 구조체(MEVC) 입니다. 그리고 견줄 상대로 전장 스파이크 단백질 1273 아미노산 이 있습니다.

둘 다 아미노산 서열입니다. 그런데 백신으로 몸에 넣는 것은 mRNA 입니다. 아미노산을 뉴클레오타이드로 옮겨 적어야 합니다.

아미노산 1개 = 뉴클레오타이드 3개 = 코돈 1개

그래서 309 아미노산은 927 뉴클레오타이드, 1273 아미노산은 3819 뉴클레오타이드 가 됩니다. 곱하기 3 입니다.

악보 비유 — 그리고 이 비유가 깨지는 자리

같은 곡을 사장조로도 적고 다장조로도 적을 수 있습니다. 귀에 들리는 음높이는 옮겨 적어도 유지할 수 있고, 연주자가 보는 기호만 달라집니다. 코돈 최적화도 그렇습니다 — 단백질은 그대로, 적힌 글자만 바뀝니다.

비유가 깨지는 자리가 있습니다. 악보는 종이일 뿐이고 곡에 영향을 주지 않습니다. 그런데 mRNA 는 자기가 적힌 글자 때문에 스스로 접힙니다. 글자가 곧 분자입니다. 철자를 바꾸면 분자의 모양이 바뀌고, 모양이 바뀌면 리보솜이 읽는 속도가 바뀝니다.

악보가 스스로 접혀 연주를 방해한다
짧은 아미노산 토막 하나를 여러 철자로 적어 봅니다. 단백질은 그대로인데 뉴클레오타이드는 달라집니다.
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이 걸음에서 정해지는 것 두 가지

🎯
번역 효율
사람 세포가 흔히 쓰는 철자로 적으면 리보솜이 덜 멈춥니다
🧊
구조 안정성
잘 접히면 덜 분해됩니다. 그런데 너무 잘 접히면 못 읽습니다

두 목표는 서로 당깁니다. 흔한 철자만 골라 쓰면 구조가 나빠질 수 있고, 구조만 챙기면 드문 철자가 끼어듭니다. 9강에서 이 당김을 λ 라는 손잡이 하나로 다루게 됩니다.

이 권의 중심 한 줄 — 미리 말해 둡니다

위 네 숫자 가운데 가장 잘못 읽히는 것이 MFE 입니다. −1231.20 과 −299.50 을 나란히 놓고 "전체 CDS 가 네 배 더 안정하다" 고 말하면 틀립니다.

전체 CDSMEVC비
길이3819 nt927 nt4.12 배
MFE−1231.20 kcal/mol−299.50 kcal/mol4.11 배
뉴클레오타이드당 MFE−0.3224−0.32311.00 배

두 비가 거의 같습니다. MFE 는 길이를 따라 커지고, 길이로 나누면 두 서열이 사실상 같은 수준임이 드러납니다. 7강에서 이것을 직접 그려 봅니다.

이 권의 결론을 1강에서 미리 계산해 둡니다. 나머지 열아홉 강은 왜 그런지를 채웁니다.
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이 걸음의 앞과 뒤

권걸음이 권과의 관계
IIIMEVC 설계여기서 받은 309 아미노산 이 이 권의 입력
IV코돈 최적화 · 구조 평가927 뉴클레오타이드 를 내놓는다
V인실리코 검증927 nt 에 제한효소 자리를 붙여 939 bp 로 클로닝한다
VIUTR · 화학적 변형앞뒤에 UTR 을 붙이고 다시 접어 본다

12강에서 BamHI 와 XhoI 자리를 피하는 까닭이 여기 있습니다 — V 권의 클로닝이 그 두 자리를 씁니다. 이 걸음에서 실수하면 다음 걸음이 막힙니다.

🤔 Check yourself
아미노산 309개 짜리 MEVC 를 뉴클레오타이드로 적으면 몇 개인가요?
🤔 Check yourself
코돈 최적화가 바꾸지 않는 것은?
🤔 Check yourself
악보 비유가 깨지는 자리는 어디인가요?