생명 현상을 화학적으로 이해하는 일은 어렵긴 해도 재미있고 흥미진진하다. 예전에 이곳저곳에서 들었던 것들이나 책에서 읽었지만 정확히 이해하지 못했던 DNA의 복제와 전사 등의 과정에 대해서 이번 기회를 통해서 공부할 수 있어서 좋았다. 강의를 천천히 2~3번 정도 듣고 다른 책도 찾아보고 한다면 분자 생물학, 생화학의 흐름을 이해하는데 도움이 될 것이라고 생각한다.
분자 생물학이나 생화학은 다윈 시대에는 상상하기도 힘든 영역이었다. 진화의 과정을 고생물학의 화석 비교나 비교 해부학 수준이 아니라 유전자 수준의 비교 분석을 통해서 정확하게 설명할 수 있다니 정말 놀라운 현실이다. 인간이 인간의 유전자를 분석해서 그것이 어떻게 인간의 형질을 결정하는 유전정보를 다음 세대에 전달하는지 이해하고 설명할 수 있다는 사실에 경이로움을 느낀다. 과학 기술이 발전하면서 이전에는 불가능할 것이라고 여겨졌던 일들이 현실이 되어가고 있다. 그중 하나가 인간의 게놈을 분석하는 것이다.
게놈(geonome)은 유전자(gene)와 염색체(chromosome)의 합성어로 하나의 세포 속에 들어있는 염색체의 유전자 염기 배열 전체를 뜻한다. 이런 것에 대해서 처음 듣는 사람들은 모르는 용어 투성 일 것이다. 유전자, 염색체, 염기...?? 사람의 몸은 세포들로 구성 되어 있다. 수많은 세포마다 핵이 들어있고 그 핵 속에는 23쌍(상동염색체 22쌍, 성염색체 1쌍)의 염색체가 들어있다. 염색체는 유전 정보를 담고 있는 실타래 같은 뭉치로 사람의 75조 개의 세포의 핵마다 다 들어있는 것이다. 그 중 어떤 세포의 핵 속에 들어있는 염색체를 추출하더라도 똑같은 유전정보를 가지고 있다는 것이 놀랍다. 우리 몸의 세포마다 우리의 유전정보를 다 보관하고 있다니 얼마나 놀라운 이야기인가? 이러한 염색체들은 실과 같은 DNA(deoxyribo nucleic acid)가 히스톤이라는 단백질 구조물 주위에 뒤엉켜 실타래처럼 감겨 있는 형태이다.
DNA 부분들은 뉴클레오티드(nucleotide)라는 탄소가 5개 들어있는 (오탄)당(데옥시리보오스)에 인산, 염기(티민, 아데닌, 시토신, 구아닌)가 합해진 기본 단위체로 이루어져 있다. 갑자기 복잡한 용어들이 많이 나왔는데 당, 인산, 염기 등은 화학적인 구조물을 말하는데 여러 원소들이 결합 되어 있는 형태로 특정한 성질을 나타내는 구조물들이다. 이러한 구조물들이 결합해서 뉴클레오티드라는 DNA의 기본 단위를 이루고 이러한 뉴클레오티드들이 사슬처럼 길게 이어져서 폴리뉴클레오티드를 이룬다. 두 가닥의 폴리뉴클레오티드는 이중나선 구조를 이루며 꼬여있다. 하나의 세포핵 속에서 염색체를 추출해 풀어놓으면 실과 같은 DNA 가닥이 2m 길이쯤 된다고 한다. 꼬여있는 이중 나선 구조에서 두 가닥의 사슬은 4개의 염기들이 서로 쌍을 이루어 배열되어 있는데 이러한 염기의 배열이 유전정보를 나타낸다.
인간의 게놈은 약 30억 개의 염기쌍으로 이루어져 있는데 이것을 모두 알아내는 것이 인간 게놈프로젝트인 것이다. 1990년에 여러 나라의 연구소들이 협력해서 이 작업을 시작했고 정보를 모두 알아내는데 13년이 걸렸다. 이 때 들어간 돈이 3조 5000억원 정도라고 한다. 이후로 염기를 읽고 분석하는 기술, 컴퓨터 성능들이 기하급수적으로 발전해 이제는 한 사람의 게놈을 전체 분석하는데 하루가 걸리지 않고 비용도 70만원(2020년 기준)정도 밖에 들지 않는다고 한다. 그 후로 다양한 지역, 인종의 많은 사람들의 게놈을 분석했고 100만명이 넘는 사람들의 게놈을 분석하여 정보를 얻을 수 있게 되었다. 그리고 이를 통계적으로 분석해 DNA가 인간의 형질에 미치는 영향을 정확하게 추측할 수 있게 되었다. 인간의 게놈 정보를 통해 지능이나 성격, 외모를 정확하게 추정할 수도 있고 특정 질병에 걸릴 가능성도 추측이 가능한 시대가 된 것이다.
인간 뿐 아니라 다른 동물들의 게놈을 분석해서 진화의 과정을 연구하는 비교 유전체학이라는 분야도 생겨나게 되었다. 이것은 서로 다른 종들의 게놈을 비교해 공통점과 차이점을 연구하여 진화 관계를 분석하는 것으로 진화의 과정을 밝혀내는 가장 정확한 방법으로 인정되고 있다. 인간의 DNA 속 30억 개의 염기쌍에 들어있는 유전자는 약 25,000개 정도이다. 침팬지나 쥐의 유전자 수도 25,000개 정도이고, 닭이 20,000개, 초파리도 14,000개 정도의 유전자를 가지고 있다. 쥐나 닭보다 더 뛰어난 인간이 그만큼 더 많은 유전자를 가지고 있는 것도 아니다. 인간의 특별함이나 독특성은 생물학적인 차이로 발생하는 것이 아님을 알 수 있다.
과학을 통해 인간에 대해서 더 잘 이해하게 되었다고 해서 하나님에 대한 우리의 믿음이 약화 되는 것은 아니다. 인간을 찾아오시고 특별한 관계를 맺으신 하나님의 은혜 사라지는 것도 아니다. 하나님의 형상으로 창조된 인간의 독특성이 변하는 것도 아니다. 오히려 과학을 통해 하나님의 창조 세계와 피조물들에 대해서 더 깊고 자세히 이해하게 되면서 하나님의 위대하심과 오묘하신 섭리를 더 찬양하고 감사할 수 있다. 선택은 본인의 몫이다.
생명 현상을 화학적으로 이해하는 일은 어렵긴 해도 재미있고 흥미진진하다. 예전에 이곳저곳에서 들었던 것들이나 책에서 읽었지만 정확히 이해하지 못했던 DNA의 복제와 전사 등의 과정에 대해서 이번 기회를 통해서 공부할 수 있어서 좋았다. 강의를 천천히 2~3번 정도 듣고 다른 책도 찾아보고 한다면 분자 생물학, 생화학의 흐름을 이해하는데 도움이 될 것이라고 생각한다.
분자 생물학이나 생화학은 다윈 시대에는 상상하기도 힘든 영역이었다. 진화의 과정을 고생물학의 화석 비교나 비교 해부학 수준이 아니라 유전자 수준의 비교 분석을 통해서 정확하게 설명할 수 있다니 정말 놀라운 현실이다. 인간이 인간의 유전자를 분석해서 그것이 어떻게 인간의 형질을 결정하는 유전정보를 다음 세대에 전달하는지 이해하고 설명할 수 있다는 사실에 경이로움을 느낀다. 과학 기술이 발전하면서 이전에는 불가능할 것이라고 여겨졌던 일들이 현실이 되어가고 있다. 그중 하나가 인간의 게놈을 분석하는 것이다.
게놈(geonome)은 유전자(gene)와 염색체(chromosome)의 합성어로 하나의 세포 속에 들어있는 염색체의 유전자 염기 배열 전체를 뜻한다. 이런 것에 대해서 처음 듣는 사람들은 모르는 용어 투성 일 것이다. 유전자, 염색체, 염기...?? 사람의 몸은 세포들로 구성 되어 있다. 수많은 세포마다 핵이 들어있고 그 핵 속에는 23쌍(상동염색체 22쌍, 성염색체 1쌍)의 염색체가 들어있다. 염색체는 유전 정보를 담고 있는 실타래 같은 뭉치로 사람의 75조 개의 세포의 핵마다 다 들어있는 것이다. 그 중 어떤 세포의 핵 속에 들어있는 염색체를 추출하더라도 똑같은 유전정보를 가지고 있다는 것이 놀랍다. 우리 몸의 세포마다 우리의 유전정보를 다 보관하고 있다니 얼마나 놀라운 이야기인가? 이러한 염색체들은 실과 같은 DNA(deoxyribo nucleic acid)가 히스톤이라는 단백질 구조물 주위에 뒤엉켜 실타래처럼 감겨 있는 형태이다.
DNA 부분들은 뉴클레오티드(nucleotide)라는 탄소가 5개 들어있는 (오탄)당(데옥시리보오스)에 인산, 염기(티민, 아데닌, 시토신, 구아닌)가 합해진 기본 단위체로 이루어져 있다. 갑자기 복잡한 용어들이 많이 나왔는데 당, 인산, 염기 등은 화학적인 구조물을 말하는데 여러 원소들이 결합 되어 있는 형태로 특정한 성질을 나타내는 구조물들이다. 이러한 구조물들이 결합해서 뉴클레오티드라는 DNA의 기본 단위를 이루고 이러한 뉴클레오티드들이 사슬처럼 길게 이어져서 폴리뉴클레오티드를 이룬다. 두 가닥의 폴리뉴클레오티드는 이중나선 구조를 이루며 꼬여있다. 하나의 세포핵 속에서 염색체를 추출해 풀어놓으면 실과 같은 DNA 가닥이 2m 길이쯤 된다고 한다. 꼬여있는 이중 나선 구조에서 두 가닥의 사슬은 4개의 염기들이 서로 쌍을 이루어 배열되어 있는데 이러한 염기의 배열이 유전정보를 나타낸다.
인간의 게놈은 약 30억 개의 염기쌍으로 이루어져 있는데 이것을 모두 알아내는 것이 인간 게놈프로젝트인 것이다. 1990년에 여러 나라의 연구소들이 협력해서 이 작업을 시작했고 정보를 모두 알아내는데 13년이 걸렸다. 이 때 들어간 돈이 3조 5000억원 정도라고 한다. 이후로 염기를 읽고 분석하는 기술, 컴퓨터 성능들이 기하급수적으로 발전해 이제는 한 사람의 게놈을 전체 분석하는데 하루가 걸리지 않고 비용도 70만원(2020년 기준)정도 밖에 들지 않는다고 한다. 그 후로 다양한 지역, 인종의 많은 사람들의 게놈을 분석했고 100만명이 넘는 사람들의 게놈을 분석하여 정보를 얻을 수 있게 되었다. 그리고 이를 통계적으로 분석해 DNA가 인간의 형질에 미치는 영향을 정확하게 추측할 수 있게 되었다. 인간의 게놈 정보를 통해 지능이나 성격, 외모를 정확하게 추정할 수도 있고 특정 질병에 걸릴 가능성도 추측이 가능한 시대가 된 것이다.
인간 뿐 아니라 다른 동물들의 게놈을 분석해서 진화의 과정을 연구하는 비교 유전체학이라는 분야도 생겨나게 되었다. 이것은 서로 다른 종들의 게놈을 비교해 공통점과 차이점을 연구하여 진화 관계를 분석하는 것으로 진화의 과정을 밝혀내는 가장 정확한 방법으로 인정되고 있다. 인간의 DNA 속 30억 개의 염기쌍에 들어있는 유전자는 약 25,000개 정도이다. 침팬지나 쥐의 유전자 수도 25,000개 정도이고, 닭이 20,000개, 초파리도 14,000개 정도의 유전자를 가지고 있다. 쥐나 닭보다 더 뛰어난 인간이 그만큼 더 많은 유전자를 가지고 있는 것도 아니다. 인간의 특별함이나 독특성은 생물학적인 차이로 발생하는 것이 아님을 알 수 있다.
과학을 통해 인간에 대해서 더 잘 이해하게 되었다고 해서 하나님에 대한 우리의 믿음이 약화 되는 것은 아니다. 인간을 찾아오시고 특별한 관계를 맺으신 하나님의 은혜 사라지는 것도 아니다. 하나님의 형상으로 창조된 인간의 독특성이 변하는 것도 아니다. 오히려 과학을 통해 하나님의 창조 세계와 피조물들에 대해서 더 깊고 자세히 이해하게 되면서 하나님의 위대하심과 오묘하신 섭리를 더 찬양하고 감사할 수 있다. 선택은 본인의 몫이다.