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[생명과학] 이중나선을 읽고

-[ DNA복제 ]"DNA 복제 (replication)"란 DNA의 이중나선 구조를 발견한 왓슨과 크릭이 DNA의 염기쌍 구조가 복제될 수 있는지에 대한 연구에서부터 시작된 것으로, DNA의 이중나선두 가닥이 분리되고 그 각각을 주형으로 하여 새로운 상보적 사슬이 형성하여 한 쌍이었던 사슬이 두 쌍으로 복제되는 것을 말한다. 오래전부터 유전물질은 세포가 분열할 때 복제할 수 있는 능력을 갖고 있다고 생각해 왔다. 즉, 염색체내 존재하는 모든 유전자 한 벌이 새로 형성된 세포 각각에서 전달되지 않으면 안되며, 생식세포나 개체는 모든 유전자 한 벌을 후손에게 전달되어야 한다는 것이다.[ DNA복제의 일반적인 특징 ]① 복제가 일어나기 위해서는 반드시 모사슬이 분리되어야 하고, 분리된 가닥이 염 기서열에 따라 상보적(complementary)인 새로운 가닥이 합성된다.② 복제시 한 가닥은 연속적으로, 다른 가닥은 불연속적으로 합성된다.③ DNA 합성 개시를 위한 Primer로서 RNA 전구체를 필요로 한다.④ 복제는 복제 개시점으로부터 양방향으로 진행된다.사다리 모양의 꼬인 줄과 같은 DNA 분자는 일반적으로 A, T, G와 C로 축약이 되는 4가지 화학물질로 이루어져 있다. 세포가 분열할 때, DNA의 전체 변화는 원래 DNA와 똑같은 2개의 사본을 만들어내게 된다; 그 중의 하나는 분열에 의해 만들어진 각각의 낭세포로 가게 된다. 이런 복사 구조 속에서 DNA 배열에 변이를 만들어 내면서 문제점들이 종종 발생하게 된다. 이와 같은 변이는 간, 피부, 근육과 같은 대부분의 세포에서 발생할 수 있는데 이는 생물이 번식하게 될 때 자손들에게 전이가 되지 않는다. 하지만 변이가 알, 정자, 또는 일반적으로 생식세포와 같은 것에서 발생하게 되면, 이는 미래의 후손 세대들에게 전이가 될 수 있다. 일반적으로 변이는 생물에 해로운 것이다. 하지만 거의 발생하지 않은 이로운 변이는 생물이 환경에 대한 적합성을 향상시키려는 진화론적인 적응을 위한 토대를 형성할 수 있다.●인간의 유전자를 분석하는 지놈 지도의 완성은 의학의 새로운 시대를 열었다. 하지만 인간 차별의 가능성과 같은 문제를 야기 시킬 수 있다. 새로운 유전자 연구로 인간이 평생 동안 암이나 심장 마비 그리고 다른 질병에 걸릴 위험성을 알아내는 것이 가능하게 될 지도 모르며 전문가들은 이러한 정보가 고용, 진급 또는 보험 차별에 이용될 수도 있다는 점을 우려한다.이런 우려에 대해, 많은 전문가들은 유전자 검사 금지를 명시하는 새로운 연방 법 제정이 해결책이라고 믿고 있다.인간 지놈 지도가 완성되어 의학에 새 시대가 열리게 되었으며 인간 차별의 가능성에 대한 새로운 지평이 개척되었다. 새로운 유전자 연구로 인간이 평생 동안 암이나 심장 마비 그리고 다른 질병에 걸릴 위험성을 알아내는 것이 가능하게 될 지도 모른다. 전문가들은 이러한 정보가 고용, 진급 또는 보험 차별에 이용될 수도 있다는 점을 우려한다. 예측이 가능한 유전학을 이용하여 사전에 정보를 알아내어 만성 질병에 걸리기 쉬운 근로자나 보험 가입 희망자들을 거절할 경우 고용주와 보험업자들은 엄청난 돈을 절약할 수 있게 된다. 따라서 유전자 차별은 인종, 종족, 연령 그리고 성차별 등과 함께 차별 리스트에 포함될 수 있다.'첨단생명과학의 시대'에 우리는 인간성과 생명의 존엄을 지킬 뿐만 아니라 생명과학의 바람직한 발전을 위해서도, 오직 성장과 발전이라는 키워드만이 아니라 그것의 윤리적·사회적 의미라는 맥락으로 생명과학을 파악해야 한다. 즉 '인간복제'와 '유전자변형(조작)'이라는 새로운 상황 앞에서 맹목적으로 열광하고 환호하거나, 조건반사적으로 두려워하고 배격하는 것을 넘어서 '인간'과 '인간의 존엄성'이라는 '생명윤리'와 '과학 본연'의 잣대로 냉철하게 성찰할 수 있어야 한다.오늘날 첨단 과학기술의 대명사로 불리는 생명공학은 평범한 사람들의 가장 큰 관심사인 건강이나 식량문제에 직결되어 있으며, 유전자조작식품, 생식보조기술, 배아 및 줄기세포연구, 유전자 진단과 치료, 생명복제 등의 형태로 우리 몸과 생태환경 깊숙이 침범해 들어오고 있다. 우리는 치료, 예방, 연구, 복지라는 이름으로 그 어느 때보다도 우리의 몸에 대한 각종 개입에 쉽게 노출되는 시대로 들어서고 있다. 생명공학은 오늘날 정치중심부의 큰 관심사이기도 하다. 국민들에게 변화와 부(富)에 대한 언질을 주고 싶어하는 야심찬 정치지도자들이 첨단생명공학이 가져올 긍정적 효과에 매력을 느끼는 것은 당연하다. 생명공학은 산업화와 직결되어 있고, 또 생명산업으로 말할 것 같으면 60억 지구인들이 다 고객이 되는 셈이다. 반면 이 기술의 적용과 관련하여 예측하기 어려운 부정적 효과에 주목하는 일군의 연구자들과 지식층들은 생명공학이 야기할지 모를 새로운 위협적 측면들을 경고하고 있다.7. Human Genome Project의 효과(1)긍정적 효과- Genome Project의 실용 예-1) 에너지* 생물이 갖고 있는 생체 분자의 생 합성 능력은 석유 산업의 화학합성 보다 훨씬 정교하고 다양하다. 생물의 게놈 정보는 생합성 기구에 해당하는 각종 효소를 유전학적으로 손쉽게 제조함으로서 산업 기술에 바로 활용하게 해준다. 이는 기존 석유 산업의 화학 제품을 전부 대체하고 새롭고 차원 높은 신규 생물 산업 소재를 창출할 것이다.. 고열과 고압에서 적응할 수 있는 새로운 산업 효소를 생산하여 석유 산업의 대체 기술개발을 위한 극한 내열성 미생물의 연구. 보다 많은 산소를 방출하는 식물. 식물성 기름을 이용한 에너지2) 환경*생물 산업은 환경 정화의 근본 대책을 제공해 줄 수 있다. 생물산업 공정은 석유화학공정과 달리 공해 부산물이 거의 생기지 않고 에너지 소모가 적어서 환경 오염을 근원적으로 줄일 수 있다. 또한 환경 오염 물질을 제거하는 데도 효과적이다.. 폐유, 플라스틱, 합성 세제 같은 오염 물질을 분해하는 미생물. 보다 많은 CO2 를 흡수하고 O2 방출하는 식물3) 멸종 생물의 복원*게놈 연구는 생물의 자연환경 적응 능력을 증대시킬 것이다. 이는 멸종 생물의 보존이나 먹이사슬의 고리를 이어 줄 수 있다.. 멸종 위기의 생물 증식. 멸종된 생물의 복원4) 식량 문제*인류의 숙원 중 하나인 식량 문제야 말로 시급한 문제인데 게놈 분석으로 해결되리라 생각되는 가장 기대되는 분야이다.. 비타민 A와 Fe을 강화한 벼 ( 벼에는 이들이 거의 없다.). 아미노산을 3~4배 강화한 고구마 (아프리카 인의 주식량이다.). 혈압 강하 물질을 함유한 토마토. 지방산을 강화한 들깨. 락토페린을 함유한 젖을 생산하는 젖소5) 의약품 생산genome해독의 완성은 끝이 아니라 시작이라 할 수 있다. 디지털 정보가 0 과 1의 조합인데 비하여 인간의 유전정보는 A (아데닌),T (티민), C (시토신), G (구아닌) 등 4개의 염기 조합으로 되어있다. 이 30억 쌍의 염기 순서가 밝혀지면 이 정보를 이용해 10만 개의 인간 유전자의 기능을 밝혀내는 작업이 필요하다. 이 작업을 통해 질병의 원인 규명과 새로운 진단 방법과 신약 개발이 이어질 것이다. 또 다른 한 축은 인종별 또는 나이 차이에서 오는 유전자의 차이를 밝혀냄으로써 사람에 따라 약의 처방을 달리하는 맞춤 의약이 가능해 진다.6) 생체 모방 제품의 생산*두뇌 작용과 생체 감각 장치, 식물의 광합성, 동물의 운동 기관등 현대 과학이 모방하기 힘든 것인데, 유전 정보가 밝혀지면 이들을 인공적으로 제조할 수 있을 것이다.이렇게 되면 제 2의 산업 혁명이 도래할 것이다.. 두뇌작용의 이해---반도체 수준 컴퓨터에서 분자 세포 수준의 새로운 차원의 컴퓨터 출현 [생물학적 분자소자는 단위 면적당 많은 소자를 만들 수 있을 뿐 아니라 3차원 구성이 용이해 전자 소자에 비해 1백 만 배 이상의 집적도를 가질 수 있다.. 감각기 (눈, 코, 귀, 혀, 피부감각)---바이오 센서. 식물의 광합성----대기 중의 CO2감소, 공장에서 식량 생산. 동물의 운동기관---근육의 수축 원리를 이용한 공해 없는 동력 장치7) 유전자 치료유전자 지도를 통해서 알아낸, 질병을 일으키는 결함 유전자를 세포에서 제거하고 대신 수정 유전자를 주입해 질병을 치료할 수 있다. 이는 질병을 일으키는 유전자를 모두 찾아냄으로써 질병을 미리 예방할 수도 있다는 것이다. 이러한 유전자 요법은 유전 질환, 신경-근육 질환, 심 혈관 질환은 물론이고 암과 에이즈를 치료하는 데도 응용할 수 있을 것으로 기대된다.8) 혈흔을 이용한 범인 색출경찰은 범죄 현장에서 한 방울의 혈흔을 이용하여 범인을 색출해 낼 수 있다.(2)부정적 효과1) 낙태출생전 유전자진단은 부모에게는 사전에 자녀의 장애가능성을 파악하게 해 이에 대처할 수 있는 기회를 제공하고, 태아에게는 생명에 대한 기회를 현저하게 개선할 수 있게 한다. 현행 모자보건법은 태아가 아니라 임산부와 배우자의 유전적 질환에 근거해 낙태를 허용하고 있다는 불합리성이 존재한다. 다만, 낙태는 여전히 형법에 의해 원칙적으로 금지되고 있기 때문에 원하지 않는 성(性)을 배제하는 선택임신 등에 대해서는 더욱 검토가 필요하다. 참고로 현행 의료법은 태아의 성감별 행위도 금지하고 있다.2) 보험유전적으로 결함을 가지고 있다는 이유로 보험계약의 체결을 거부 받거나 위험에 대한 추가부담금을 요구받을 수 있다. 위험과 보험 부담액은 직접적인 교환관계에 있기 때문이다. 보험제도에서 유전자정보의 도입은 법적으로 허용될 수 있는 차별을 초래할 수 있다. 유전자 검사의 결과를 보험계약 체결시 고지의무의 대상에서 제외시켜 유전적인 차별을 금지하는 방안에 대해 검토할 필요가 있다.

공학/기술| 2005.06.07| 5페이지| 1,000원| 조회(778)

이중나선, 게놈프로젝트, DNA구조

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