미스테리 끄새

youtu.be/GjmoazBB2Yk DNA 복제, 전사가 정확하게 일어나기 위해서는 염기쌍 형성이 확실하게 일어나야 한다. 그런데 이들 과정에서 실수가 일어나는데 그 실수의 결과는 DNA만 유전될 수 있기 때문에 가장 심각하다. 앞에서 다소 설명했지만 이들 중 유전정보에서 유전할 수 있는 변화를 돌연변이(mustation)이라 한다. 단세포 생물에서 일어나는 어떤 돌연변이는 세포가 분열할 때 딸 세포로 전달된다. 다세포 생물에서는 유전의 틀에서 두 가지 일반적인 형태로 돌연변이가 일어난다. 첫째는 체세포 돌연변이(somatic mustation)로 배우자가 아닌 몸의 세포에서 일어난 것이다. 이들 돌연변이는 유사분열 후에 딸세포에, 그리고 차례대로 이들 세포의 자손에 전해진다. 예를 들어 단 하나의 피..

youtu.be/E3EtSqzbu8Y 생명체에서 유전정보가 제대로 발현되기 위해서는 DNA의 유전정보가 RNA로 전사된 후 이 유전정보에 담긴 대로 단백질이 합성돼야 한다. 만약 이런 일련의 과정이 정상적으로 작동하지 않으면 단백질 합성이 제대로 이뤄지지 않는다. 미국의 다트머스 대학교의 빅토르 암브로스 박사는 하등생명체의 일종인 꼬마선충의 발생과정에서 이러한 사실을 발견하고 sRNA가 특정 발생단계에서 발현돼 발생을 조절한다는 의미에서 stRNA(small temporal RNA)라고 이름을 붙였다. 이들 내용을 종합한 RNA 복제과정은 다음과 같다. DNA 복제에서 양친 분자의 두 사슬은 풀리고 각 사슬은 새로운 사슬에 대한 주형으로 행동한다. 전사에서 DNA는 RNA 합성을 위한 주형으로 작용할 수..

youtu.be/EBpqKfmn_C4 DNA에 얽힌 구조와 비밀이 어느 정도 밝혀지자 이제 학자들의 관심사는 DNA의 복제메커니즘의 해명으로 옮겨갔다. 결론을 먼저 말하면 실험을 통해 DNA가 단순한 기질과 효소를 포함하는 시험관 안에서 주형 사슬로부터 복제된다는 것이 밝혀졌다. 또한 정밀한 실험을 통해 이중나선의 각 사슬이 새로운 사실을 위한 주형으로 사용된다는 점이다. 그러므로 복제 패턴에는 다음과 같은 세 가지 패턴이 제시되었다. ① 반보존적 복제(semiconservative replication) 각 양친 사슬은 새로운 사슬의 합성을 위한 주형으로 작용하고 새롭게 형성된 두 개의 DNA 분자는 각각 하나의 옛 사슬과 하나의 새 사슬을 갖는다. ② 보존적 복제(conservative replica..

youtu.be/JaHjhW0BYh0 어느 정도 DNA와 RNA에 대한 성격이 규명되자 학자들은 DNA의 염기배열을 정확하고 신속하게 결정하는 방법으로 관심을 돌리기 시작했다. 이 연구가 중요한 것은 DNA 속에 들어 있는 유전 정보를 해독할 경우 유전자의 인위적인 조작이 가능하며 새로운 단백질을 합성시키거나 나아가 새로운 동물이나 식물을 탄생시킬 수 있기 때문이다. 그러나 이 연구는 시작부터 위기에 봉착했다. 그것은 작업량이 너무나 방대하여 쉽게 연구 결과를 얻어낼 수 없으리라는 좌절감 때문이었다. 평생을 걸려서라도 해석할 수 없는 연구 프로젝트라면 아무리 의욕이 넘친 학자라도 주춤하기 마련이다. 노벨상도 죽으면 수상할 수 없는 법이다. 그러나 인류사에 이럴 경우 매우 재미있는 예가 생긴다. 즉 아무리..

youtu.be/L10FDQGCfno 학자들은 우선 이들의 구조에 대해 규명 작업에 들어갔다. 미국의 홀리(Robert W. Holly, 1922〜1993)는 1964년에 알라닌이 부착된 운반 담당 RNA(tRNA)는 RNA의 약 15퍼센트 정도라는 것을 발표했다. 또한 tRNA의 분자는 세 잎 클로버와 같은 3개의 고리 구조를 가지고 있음을 밝혔다. 반면에 미국의 니런버그(Marshall W. Nirenberg, 1927〜2010)는 어떤 코돈(4개의 뉴클레오티드 중 나머지 3개의 염기로 구성된 배열)이 어떻게 특정한 아미노산과 일치하는가를 연구하였다. 코돈은 특정한 순서로 아미노산을 조립하는 일련의 명령을 담는데 세 개의 계속되는 뉴클레오티드가 한 개의 아미노산을 끌어오며, 그 작업이 원활하게 끝나면..

youtu.be/0MVqBP-hqvI 윗슨과 크릭의 장담대로 유전 메커니즘에 관한 연구는 눈부신 발전을 거듭한다. 이 연구의 중요성은 DNA의 구조를 밝혔다는 데에만 있는 것은 아니다. 이 연구로 인해 유전 현상을 분자수준에서 이해할 수 있게 되었으며 유전정보가 어떻게 DNA에 기록되며 한 세대에서 다음 세대로 어떻게 전파되는 등을 규명할 수 있는 토대가 마련되었기 때문이다. 1. 미토콘드리아 왓슨과 크릭에 의해 촉발된 유전자 연구는 그야말로 정신이 어지러워질 정도로 하루가 달리 바뀐다. 가장 놀라운 것은 유전 정보를 담당하고 있는 것은 핵뿐만이 아니다라는 점이다. 세포질에 있는 미토콘드리아라는 소기관에도, 식물 세포의 엽록체에도 핵의 DNA와는 별개의 DNA가 있다. 이는 미토콘드리아가 핵의 DNA와는..

youtu.be/w2XrX4zQ7cc DNA가 유전자의 핵심이라는 것을 인지한 때부터 세계 각국의 학자들은 이들 구조를 규명하는데 총력을 기우렸다. DNA구조를 분석하는 것이 유전의 핵심을 찾는 가장 빠른 길이 되기 때문이다. 실제로 학자들의 예견대로 DNA가 이중 나선 구조로 되어 있다는 것이 발견된 순간부터 유전자분야는 획기적으로 발전한다. 핵산 구조를 밝히는데 제일 먼저 도전장을 던진 사람은 1954년에 이미 노벨 화학상을 수상한 라이너스 폴링(Linus pauling)이었다. 그는 우선 자신이 노벨상을 수상하게 한 분야인 X선 회절 연구를 참조하여 분자의 축소 모형을 만들려고 시도했다. 그러나 그는 커다란 분자는 여러 번의 연결로 다양한 대칭을 이룰 것이라는 기존 학자들의 일반적인 관념에 문제가 ..

youtu.be/ZL47Kpwxj_Y 과학자들은 DNA가 유전 물질로 확인되자 ‘생명은 무엇인가’, ‘우리는 어디에서 유래하는가’라는 질문에 초점을 맞추기 시작했다. DNA가 유전 물질인 것이 확인된 이상 이를 규명하면 인간을 비롯한 생명체의 근원을 찾을 수 있다는 기대 하에 전 세계의 학자들은 본격적인 유전자 사냥에 나선다. 여기에서 다소 설명을 달리하여 유전자 연구가 본격적으로 성공하게 되는 견인차에 대해 설명한다. 유전자 분야가 현재와 같이 발전하게 된 요인은 여러 가지가 있을 수 있겠지만 대체로 다음 세 가지로 요약된다. ① 인간의 호기심과 집념이다. 인간들은 어떤 목표를 세워놓고 자신들이 정한 비밀이 풀려지기 전에는 후퇴하지 않는 연구자로서의 자세를 갖고 있다는 뜻이다. ② 노벨상이라는 과실이 ..

youtu.be/pLh50xkYKD4 과학자들은 두 가지 연구 주제를 갖게 되었다. 첫째는 세포에서 이루어지는 에너지와 물질대사를 파악하여 유전의 메커니즘을 알고자 하는 것이었고, 둘째는 ‘유전자의 화학적 본질’이 무엇인가를 파악하는 것이었다. 부모의 형질이 자손에게 전달되는 유전의 메커니즘은 오랫동안 사람들이 가져 온 궁금증의 하나였다. 사실 우리들은 모두 부모와 어딘가를 닮았다. 아주 빼다 박은 얼굴도 있기 때문에 부모와 닮은 점이 많지 않으면 돌연변이라는 말도 한다. 오죽하면 김동인의 『발가락이 닮았다』라는 소설에서 주인공은 자신과 발가락이 닮았다는 것을 발견하고서 자신의 자식이 틀림없다고 만족하기까지 한다. 그만큼 부모의 형질이 자식에게 유전된다는 것을 잘 보여주는 실 예이다. 과거의 학자들은 개..

youtu.be/A0t7maFBZ50 인류를 만든 유전물질은 DNA 1800년대 초 과학자들은 모든 생명체가 기본적으로 세포로 이루어졌다는 사실을 발견했고 1827년 과학자들은 개에서 난자를 찾아냈다. 1879년에는 독일의 동물학자 오스카르 헤르트비히(Oskar Hertwig)가 난자와 정자의 결합으로 수정이 이루어진다는 것을 알았다. 식물학자들 역시 식물들이 성적으로 번식한다는 사실을 발견했다. 그러나 생식 세포가 어떻게 기능하는지에 대해서는 여전히 알지 못했다. 여하튼 생명의 기본 단위는 세포이다. 동물이나 식물이나 모든 생물은 세포로 되어 있다. 이 속에서 수천 가지의 화학적 반응이 일어나면서 생명이 유지된다. 세포는 대체로 원형 또는 타원 모양으로 생겼고 광학 현미경으로 천 배 정도 확대하면 그 ..