답변 내역

토종은 한반도의 자연생태계에서 대대로 살아 왔거나 농업생태계에 서 농민에 의하여 대대로 사양 또는 재배되고 선발되어 내려와 한국의 기후풍토에 잘 적응된 동물, 식물 그리고 미생물이라고 정의가 되는데요, 국립농업유전자원센터에는 벼, 보리, 콩을 비롯한 식량작물 47작물 23,257점, 참 깨, 들깨, 각종 약용작물을 비롯한 특용작물 85작물 5,231점, 무, 배추, 각종 과채류를 포함하여 원예작물이 81작 물 2,381점과 기타 작물을 포함하여 총 217작물 31,229점의 토종작물자원이 보존되어 있다고 합니다. 하지만 IMF이후 거대 종자회사의 인수 합병으로 몬산토, 신젠타, 노바티스 등 다국적 회사가 한국 종자시장의 70%를 점령하고 있으며 농민은 매년 종자를 새로 구입해야 하는 상황입니다. 한국의 식량 자급률은 선진국의 최하위수준인 26%이라고 하며 토종의 효율적인 보호와 보존을 위하여, 각계각층의 광범위한 협력에 의한 적극적인 토종탐사 및 수집확보가 이루어질 필요가 있습니다.

DNA란 Deoxyribonucleic acid의 약자이며 세포핵 안에 든 산성 물질이라는 뜻을 가집니다. DNA는 RNA와 함께 핵산에 속하는 물질이고요, 생명체의 유전정보를 암호화하는 역할을 합니다. DNA를 구성하는 기본 단위체는 뉴클레오타이드인데요, 뉴클레오타이드는 인산, 당, 염기가 1: 1: 1의 비율로 이루어져 있습니다. 이때 염기로는 아데닌, 구아닌, 티민, 시토신이 가능하며, 염기서열에 따라서 서로 다른 유전정보를 저장하게 되는 것입니다. DNA의 또 하나의 특징으로는 서로 역평행한 단일 가닥이 나열되어 이중나선 구조를 이룬다는 것이며 외부에는 당-인산 골격이 위치하고 내부에는 염기가 위치하는 구조입니다.

DNA는 생명체의 유전정보를 암호화하고 있는 분자이기 때문에 생체 분자 중에서 가장 중요하다고 할 수 있으며, 핵산의 일종입니다. DNA를 구성하는 기본단위는 뉴클레오티드이며 인산, 당, 염기로 이루어져있는데요, 이때 염기로는 아데닌, 구아닌, 시토신, 티민이 올 수 있습니다. 또한 이 염기의 서열이 어떻게 이루어지는지에 따라서 서로 다른 유전정보를 저장하게 되는 것입니다.

3세대 유전자 편집 기술인 CRISPR-Cas9은 세균의 방어체계를 이용한 기술인데요, 이는 줄기 세포 공학, 유전자 치료, 조직 및 동물 질병 모델, 공학적 질병-내성 형질전환 식물 등의 폭넓은 응용 분야에 활용이 가능합니다.

DNA 바이러스에 비해서 RNA 바이러스의 변이가 빈번하게 일어나는 이유는 유전물질을 RNA 형태로 가지고 있기 때문입니다. 사람을 포함한 모든 생명체는 DNA를 유전물질로 가지고 있는데요, 반면 바이러스의 일부분은 유전물질을 RNA 형태로 가지고 있습니다. RNA 바이러스가 자신의 유전물질인 RNA를 복제하기 위해서는 RNA를 DNA 형태로 역전사시킨 후에 다시 전사를 해서 만들게 되는데요 이 과정에서 오류가 쉽게 발생하며, DNA 복제와는 다르게 RNA 복제 시에는 잘못된 염기가 위치하더라도 이를 교정할 수 있는 능력이 없기 때문에 많은 돌연변이가 발생하게 되는 것입니다.

네, DNA와 RNA는 세포를 이루는 거대분자의 일종인 핵산에 속합니다. DNA는 주로 유전정보를 암호화하는 역할을 하며 RNA는 주로 유전정보의 전달 역할을 합니다. 또한 DNA와 RNA는 서로 상호작용을 하는데요, 우선 DNA의 복제 과정에서는 3'말단을 제공해줄 염기가 필요한데 이때 RNA primer가 이 역할을 하며 상보적인 DNA 서열에 결합합니다. 또한 유전정보를 전달하기 위한 mRNA를 만들기 위해서는 DNA에 RNA polymerase가 결합하여 자신이 결합한 DNA와 상보적인 서열의 RNA를 합성하게 됩니다.

DNA가 이중나선 구조일 것이라고 최초로 제안한 사람은 1953년도에 국제학술지 네이처에 논문을 제시한 제임스 왓슨과 프랜시스 크릭인데요, 이들은 로잘랜드 프랭클린의 X선 회절 사진을 기반으로 서로 역평행한 서열의 DNA가 이중가닥을 이룰 것이라는 제안을 했습니다.

DNA는 1869년 스위스의 프리드리히 미셔가 처음 발견했는데요, 그는 세포 핵 안에서 발견된 산성 물질이라는 의미에서 이 DNA를 뉴클레인이라고 불렀습니다. DNA를 최초로 발견한 것은 미셔이지만 이보다 중요한 DNA가 이중나선 구조임을 밝힌 사람은 1953년도에 학술지에 논물을 제시한 제임스 왓슨과 프랜시스 크릭입니다.

DNA 복제는 DNA polymerase라고 하는 중합효소에 의해 진행되는 과정입니다. 우선 DNA는 이중나선 구조로 존재하기 때문에 복제가 진행되기 위해서는 두 가닥이 서로 분리되어야 하는데요, 이 과정은 Helicase라고 하는 효소에 의해 가능합니다. Helicase에 의해 양 가닥이 분리되면, Primer라고 하는 짧은 핵산 가닥이 DNA의 양 말단에 결합하여 3'-OH를 제공해줍니다. 그러면 DNA polymerase가 이를 인지하고 상보적인 서열에 맞는 염기를 중합하여 서로 동일한 2개의 DNA가 만들어지는 것이지요. 이러한 복제 방식을 '반보존적 복제'라고 합니다.

DNA 복제 마지막 단계에서 RNA 프라이머가 제거되었을 경우에는 더이상 3'말단을 제공해줄 수 있는 프라이머가 존재하지 않기 때문에 양 말단이 오버행 구조로 존재하게 됩니다. 하지만 이렇게 되면 유전정보가 소실될 수 있는데요, 이를 방지하기 위해 염색체의 양 말단에는 반복서열인 텔로미어 서열이 존재하여 세포분열이 지속될 때마다 짧아지더라도 유전정보의 소실이 잃어나지 않게 하는 것입니다.