10. 이어 붙인 뒤 반드시 확인하는 넷 · 손박사의 mRNA백신 설계 첫걸음 V

이사가 끝나면 영수증을 봅니다. 짐이 다 왔는지, 깨진 게 없는지, 값이 맞는지. 논문이 클로닝 뒤에 적어 둔 확인 항목도 딱 넷입니다.

확인할 것	묻는 물음	걸리면
ORF 연속성	읽기 틀이 끊기지 않고 이어지는가	엉뚱한 단백질이 나온다
시작코돈 위치	시작 지점이 제자리인가	앞뒤가 잘린 것이 나온다
내부 종결코돈 없음	중간에 "그만" 이 끼어들었는가	토막난 단백질이 나온다
예상 전체 크기	다 이은 크기가 계산과 맞는가	뭔가 빠지거나 더 들어갔다

읽기 틀(reading frame) — 셋씩 끊어 읽기

단백질 번역은 DNA 를 세 글자씩 끊어 읽습니다. 한 글자라도 밀리면 그 뒤가 전부 달라집니다.

원래  : ATG GCT GCT TAC GGT   ->  Met Ala Ala Tyr Gly
한 글자 밀림 : A TGG CTG CTT ACG GT  ->  (완전히 다른 것)

그래서 삽입체 길이가 3 의 배수인지가 중요합니다. 3 의 배수가 아니면 삽입체 뒤쪽 벡터 서열의 읽기 틀이 통째로 밀립니다.

확인 넷을 전부 돌렸습니다. 통과는 넷을 모두 넘긴 것이고, 하나라도 걸리면 되돌아갑니다.

Python 브라우저에서 실행

# 확인 항목 넷을 예시 구조체에 그대로 돌려 본다.
# 서열은 예시. 길이와 플라스미드 크기는 논문 값(927 / 939 / 5369 / 6262)에 맞췄다.

filler = "GCTGCTTACGGTCCAGGTCCAGGTAAGAAG"
cds = "ATG" + (filler * 31)[:924]
insert = "GGATCC" + cds + "CTCGAG"

STOPS = ("TAA", "TAG", "TGA")
ok_all = True

print("=== 확인 1 : ORF 연속성 (길이가 3 의 배수인가) ===")
r = len(cds) % 3
print("  구조체 길이 %d nt -> 3 으로 나눈 나머지 %d" % (len(cds), r))
ok = (r == 0)
ok_all = ok_all and ok
print("  판정 : %s" % ("통과 — 읽기 틀이 이어진다" if ok else "실패 — 틀이 밀린다"))
print()

print("=== 확인 2 : 시작코돈 위치 ===")
pos = insert.find("ATG")
print("  삽입체에서 첫 ATG 의 위치 : %d (0 부터 셈)" % pos)
print("  기대한 위치               : 6  (BamHI 여섯 글자 바로 뒤)")
ok = (pos == 6)
ok_all = ok_all and ok
print("  판정 : %s" % ("통과" if ok else "실패 — 시작 지점이 어긋난다"))
print()

print("=== 확인 3 : 내부 종결코돈 없음 ===")
bad = []
for i in range(0, len(cds) - 3, 3):
    c = cds[i:i + 3]
    if c in STOPS:
        bad.append((i, c))
print("  읽기 틀 안에서 찾은 종결코돈 : %d 개" % len(bad))
for i, c in bad[:5]:
    print("    위치 %4d  %s" % (i, c))
ok = (len(bad) == 0)
ok_all = ok_all and ok
print("  판정 : %s" % ("통과" if ok else "실패 — 단백질이 중간에 끊긴다"))
print()

print("=== 확인 4 : 예상 전체 크기 ===")
vector_bp, recomb_bp = 5369, 6262
dropped = vector_bp + len(insert) - recomb_bp
total = vector_bp - dropped + len(insert)
print("  벡터 %d - 버린 조각 %d + 삽입체 %d = %d bp" % (vector_bp, dropped, len(insert), total))
print("  논문의 재조합 플라스미드 : %d bp" % recomb_bp)
ok = (total == recomb_bp)
ok_all = ok_all and ok
print("  판정 : %s" % ("통과" if ok else "실패"))
print()

print("=== 종합 ===")
print("  네 항목 모두 통과 : %s" % ("예" if ok_all else "아니오"))
print("  하나라도 걸리면 Step 4 로 돌아가 서열을 고친다.")

네 항목을 하나씩 꺼 보세요. 무엇이 무너지는지 바로 나옵니다.

불러오는 중…

넷 중 무엇이 가장 자주 걸리나

경험으로는 ORF 연속성입니다. 길이가 3 의 배수여야 한다는 조건은 인식 자리를 붙이는 순간 쉽게 깨집니다.

우리 경우는 운이 좋습니다 — 인식 자리가 여섯 글자라서 3 의 배수입니다. GGATCC 도 CTCGAG 도 붙여도 틀이 안 밀립니다.

6 ÷ 3 = 2 — 틀이 안 밀린다

만약 네 글자나 다섯 글자를 인식하는 효소를 골랐다면 메우는 글자를 따로 넣어 3 의 배수를 맞춰야 했을 것입니다. 가위를 고르는 일이 읽기 틀까지 정하는 셈입니다.

종결코돈 셋 — "여기서 그만"

세 글자 조합 64 가지 가운데 셋은 아미노산을 뜻하지 않습니다. 번역을 멈추라는 신호입니다.

코돈	뜻
`TAA`	그만
`TAG`	그만
`TGA`	그만

이 셋이 읽기 틀 안에서 중간에 나타나면 단백질이 거기서 끊깁니다. 그래서 확인 항목 셋째가 "내부 종결코돈 없음" 입니다.

눈여겨볼 것은 읽기 틀 안에서 라는 단서입니다. 같은 세 글자가 서열에 있어도 틀이 다르면 종결코돈으로 읽히지 않습니다. 위 코드가 range(0, len(cds) - 3, 3) 처럼 3 씩 건너뛴 까닭입니다.

🤔 확인 문제

삽입체 길이가 3 의 배수가 아니면 무슨 일이 생기나요?

🤔 확인 문제

BamHI·XhoI 를 써도 읽기 틀이 안 밀리는 까닭은?

🤔 확인 문제

확인 넷을 모두 통과했다면 말할 수 있는 것은?