바이오인

출처 : 한국과학기술단체총연합회 

유전자 발현 이야기

저자 : 방재욱 충남대학교 생물과학과 명예교수

지구상에 영생을 누리는 생물체는 존재하지 않는다. 그렇지만 생물이 종족을 이어갈 수 있는 것은 생존 과정에서 자신과 같은 개체를 만드는 정보가 암호화된 유전자 매뉴얼을 자손에게 물려주는 수단을 간직하고 있기 때문이다.

어린 시절 부르던 “송아지 송아지 얼룩송아지/엄마소도 얼룩소 엄마 닮았네”라는 동요는 유전의 주제가(?)라고 볼 수 있다. 2절에 나오는 “두 귀가 얼룩귀 귀가 닮았네”라는 내용은 더 구체적인 유전적 표현이다.

사람의 유전 현상도 마찬가지다. 인간의 기본적인 특징을 나타내는 눈, 코, 귀, 입이 있는 얼굴, 두 다리와 두 팔, 위나 간과 같은 내장의 구조 등은 모두 동일하지만, 같은 부모로부터 태어난 자녀들이라도 성(性)이 다르고 모습에서도 많은 차이를 보인다. 이는 유전자를 간직하고 있는 DNA의 염기쌍의 배열순서가 달라 유전자의 발현이 다르기 때문에 나타나는 현상이다.

유전자가 지니고 있는 유전형(遺傳型, genotype)이 밖으로 보이는 표현형(表現型, phenotype)으로 나타나기 위해서는 DNA에 저장되어 있는 정보가 단백질로 전환돼야 가능해지는데, 그 과정이 바로 유전자 발현이다. 지금 이 순간에도 우리 몸 구석구석에서 유전자 발현에 의한 단백질 합성 과정이 진행되고 있다. 유전자 매뉴얼에 간직되어 있는 DNA 정보는 어떤 과정을 거쳐 단백질이 만들어져 형질의 발현을 가능하게 해주는 것일까?

유전정보의 흐름
생물계에서 생명 현상을 지속적으로 가능하게 해주는 단백질 정보는 게놈(유전체, genome) 안에 들어있다. 사람의 몸을 이루는 생체고분자화합물의 55%를 차지하고 있는 단백질의 종류는 2만 가지가 넘는 것으로 알려져 있다. 이렇게 많은 종류의 단백질이 합성되기 위해서는 DNA에 암호화(encoding)되어 있는 유전 정보가 전달되고 해독이 되는 과정이 필요하다.

세포에서 유전 정보가 단백질로 흘러가는 흐름은 크릭(Francis Crick)이 제안한 중심이론(中心理論, Central Dogma)으로 설명되고 있다. 이 흐름에서 유전정보가 DNA에서 유전자의 전사체인 전령 RNA(mRNA; messenger RNA)로 흘러가는 과정은 전사(轉寫, tranion)라고 부르며, mRNA의 정보에 따라 단백질이 합성되는 과정은 번역(飜譯, translation)이라고 한다.

...................(계속)

☞ 자세한 내용은 내용바로가기 또는 첨부파일을 이용하시기 바랍니다.