유전자(DNA)의 구조
1953년 제임스 왓슨과 프랜시스 크릭은 유전물질인 DNA가 이중나선구조를 형성했다는 사실을 밝혀냈는데, DNA는 뼈대를 이루고 있는 당과 인산인 A(아데닌), T(티민), G(구아닌), C(시토신) 두 줄의 핵산이 서로 마주보며 꼬인 이중나선구조로 이루어져 있습니다. 사다리 구조를 생각하면 이해하기 쉽습니다.
사다리의 기둥에 해당하는 부분은 설탕과 인이고, 사다리의 비계에 해당하는 부분은 베이스입니다. 비계에 해당하는 부위에 염기가 짝을 이루는데, 각 염기가 짝을 이루므로 A는 T로, G는 C로 항상 이중나선을 형성합니다. DNA의 이중 나선 구조는 유전 정보로서의 DNA의 특성을 잘 설명할 수 있습니다.
DNA의 무작위 염기서열 자체가 생명 유지에 대한 정보로 작용할 수 있는데, 일부 염기서열이 다른 염기서열로 대체돼 기능 이상을 일으키는 돌연변이를 설명하면 좋습니다. 즉, 구조를 이해하는 것은 DNA가 왜 유전 정보를 가진 물질로 기능하는지를 쉽게 이해할 수 있게 해줍니다. 게다가, 핵산, 특히 DNA는 단백질에 비해 화학적으로 매우 안정적인 물질입니다. 따라서 진화 과정에서 유전물질로 채택된 것으로 추정됩니다. DNA의 긴 배열은 몸을 구성하는 각 세포의 핵 안에 염색체라고 불리는 구조로 존재합니다.
인간은 세포당 46개의 염색체를 가지고 있습니다. DNA는 지름이 100미터인 매우 얇고 긴 실 모양입니다. 다른 말로 하면, 염색체는 DNA의 거대한 실처럼 보일 수 있습니다. 우리 몸은 보통 10조에서 100조 개의 세포로 이루어져 있습니다. 셀의 직경은 셀 유형에 따라 약간 다르지만 일반적으로 약 100 마이크로미터(mM, 10미터)입니다. 세포 내 염색체 DNA의 총 길이는 2미터입니다. 각 셀에는 이 모든 정보가 있습니다. 따라서 우리 몸을 구성하는 DNA의 총 길이는 20조 미터로, 전체 세포 수의 2미터에 103을 곱한 것으로, 지구에서 태양까지의 왕복 70회로 환산할 수 있습니다. 이러한 계산을 함으로써, 우리는 우리 몸에 우주가 있다는 것을 깨달을 수 있습니다.
그래서 물론 다음 질문은, “어떻게 생명체가 DNA를 사용하여 우리를 현재의 우리로 만들고 생명의 현상을 유지할 수 있는가?”입니다 그렇습니다. 지구상의 수많은 다른 생명체들을 구성하고 유지하는 모든 기능들은 주로 단백질에 의해 수행됩니다. 따라서, 우리 몸에 DNA의 형태로 저장된 유전 정보는 궁극적으로 살아있는 유기체에서 기능을 수행하거나 단백질을 구성 요소로 사용하는 정보를 제공합니다. 우리가 보통 유전자라고 부르는 각각의 단백질을 생산하는 단위는 나선형 구조 DNA의 긴 줄에 숨겨져 있습니다. 각 유전자는 정보에 해당하는 다양한 단백질이 만들어질 수 있도록 DNA 서열 A, T, G, C를 무작위로 제공합니다.
유전학과 DNA 발견의 의미
DNA는 염색체라고 불리는 구조로 존재합니다. 인간은 세포당 46개의 염색체를 가지고 있습니다. DNA는 지름이 100미터인 매우 얇고 긴 실 모양입니다. 다른 말로 하면, 염색체는 DNA의 거대한 실처럼 보일 수 있습니다. 우리 몸은 보통 10조에서 100조 개의 세포로 이루어져 있습니다. 셀의 직경은 셀 유형에 따라 약간 다르지만 일반적으로 약 100 마이크로미터(mM, 10미터)입니다. 세포 내 염색체 DNA의 총 길이는 2미터입니다.
각 셀에는 이 모든 정보가 있습니다. 따라서 우리 몸을 구성하는 DNA의 총 길이는 20조 미터로, 전체 세포 수의 2미터에 103을 곱한 것으로, 지구에서 태양까지의 왕복 70회로 환산할 수 있습니다. 이러한 계산을 함으로써, 우리는 우리 몸에 우주가 있다는 것을 깨달을 수 있습니다. 그래서 물론 다음 질문은, “어떻게 생명체가 DNA를 사용하여 우리를 현재의 우리로 만들고 생명의 현상을 유지할 수 있는가?”입니다. 나는 그것이 지구라고 생각합니다.
지구유전 현상에 대한 이해와 DNA의 발견은 생명현상을 물리 화학적으로 설명할 수 있는 토대를 마련했습니다. 이를 통해 지구상 수십만 종의 생명체를 관통하는 생명현상의 법칙이 존재한다는 것을 증명하고 제시할 수 있습니다. 그것은 또한 그 이후로 가속화된 분자 생물학과 DNA 재조합 기술이 발전할 수 있는 기회를 제공했습니다. 나아가 분자생물학, 즉 유전자 재조합 기술의 발달로 생명체가 산업의 대상이 되는 시대가 도래했습니다.
인간은 유전자 재조합 기술을 이용해 인슐린 등 인간에게 유용한 각종 단백질 의약품을 쉽게 공급하고, 유전자 재조합 동식물 생산을 통해 경제적 효과를 누리고 있습니다. 다만 인간이 유전자 메커니즘을 이해한다는 이유만으로 조작할 권리가 있는지 반성할 필요가 있습니다. 또한, 일반인들을 가능하게 하는 교육이 제공되어야 합니다.