세포와 노화 분야의 박종군교수입니다.
Q. 사람마다 키는 유전적으로 정해져 있는건가요?
안녕하세요. 박종군 교수입니다. 인간을 포함한 모든 생명체의 키, 무게, 외형 등 밖으로 표현되는 형질은 표현형이라고 부르는데, 각 표현형은 한가지 이상의 유전자가 발현하여 결정됩니다. 키의 경우, 성장호르몬이나 뼈형성에 관여하는 많은 유전자들이 밀접하게 소통하여 그 정도를 결정합니다. 몸무게는 뼈나 지방 축적에 관여하는 유전자들이 결정할 것으로 추측되며 여러 연구들이 진행되고 있읍니다. 수많은 유전자들의 발현과 상호 소통에 대해서는 극히 일부만이 밝혀진 상태이며 향후 젊은 과학자들의 적극적인 연구가 필요한 부분입니다.
Q. 지구상의 최초의 생물은 무엇인가요?
안녕하세요. 박종군 교수입니다.지구상의 최초 생명체가 원시 지구라는 냄새나고 뜨겁고 번개가 잦으며 유기물이 풍부한 환경에서 만들어졌을 수 있다는 몇가지 실험적 증거들이 존재합니다. 아미노산, 뉴클레오티드, RNA, 펩티드 등 주요 생명구성물질들이 이러한 환경에서 만들어지고 지질 이중막에 포위되어 세포의 전단계와 유사한 모습으로 존재한 후 시간이 가면서 점차 복잡한 생체 고분자들인 효소, DNA 등으로 진화하여 현존하는 세포와 유사한 최초 단세포 생명체가 되었을 것이라는 학설이 다양한 증거에 의해 지지되고 있읍니다. 한편, 판스퍼미아 (panspermia) 가설은 다른 행성에서 온 원시세포가 지구에 도달하여 정착한 후 진화하여 현재의 지구 생명체들을 만들엇다는 것으로 약간의 증거들이 제시되고 있읍니다. 지구보다 선배인 행성들의 수나 은하계보다 몇십억년 선배인 은하들의 수는 몇백억개는 넘을 것으로 천문학자들이 생각하고 있음을 감안하면, 지구 외의 다른 곳에서 만들어진 생명이 지구에 안착했을 확률도 상당부분 인정받고 있읍니다.이러한 이론들 중 하나만 옳다는 것을 명확히 증명하기는 아직 과학적 증거가 부족하며, 향후의 발견과 실험들에 의해 지속적으로 변경될 것으로 예측됩니다.감사합니다.
Q. 부모와 자녀의 유전관계가 어찌되나요?
안녕하세요. 박종군 교수입니다.컴퓨터 프로그램들이 하드디스크의 일부에 새겨진 것처럼, 모든 유전자는 염색체의 DNA의 일부분에 새겨져 있읍니다.인간의 염색체는 엄마의 난자와 아빠의 정자가 만나는 수정에 의해 한개씩 받아 23쌍의 염색체를 갖게 됩니다. 수정 전에 아빠의 정자의 염색체는 할머니와 할아버지의 염색체의 일부가 무작위로 서로 교차되어 혼합된 상태로 이미 만들어지며, 엄마의 난자의 염색체도 외조부모님의 염색체가 교차되어 만들어지므로, 각 정자나 난자가 갖는 유전자들의 조합은 매우 다양합니다.이러한 교차때문에 엄마가 이모들과는 작은 키에 관련된 유전자가 다르게 유전되었을 수 있읍니다. 이 경우 엄마의 키는 영영상태와 상관없이 작게 됩니다.만일 엄마가 큰 키 유전자를 유전받았는데 심각한 영양결핍으로 키가 작은 상태가 되었을 수도 물론 있읍니다.질문자의 키에 대한 유전자는 엄마와 아빠 유전자에 따라 달라지므로 엄마가 혹시 작은 키 유전자를 주셨다고해도 아빠 쪽에서 큰 키 유전자를 주셨으면 큰 키가 될 수 있읍니다.흥미롭게도 키나 피부 색은 한가지 유전자가 아니라 여러 종류의 유전자들이 결정하는 다인자 유전에 속합니다. 따라서 키의 유전 현상은 앞의 설명처럼 단순하지 않으며, 약 30프로는 유전자가 아닌 요소, 즉 영양과 환경의 지배를 받는다고 알려지고 있어서 완벽한 이론을 정립하기 위해 활발히 연구 중인 분야입니다.감사합니다
Q. 코로나 변종은 왜 생기는 걸까요?
안녕하세요. 박종군 교수입니다.코로나 바이러스는 그 유전물질이 RNA입니다. RNA는 리보스라는 당에 염기와 인산이 결합된 뉴클레오티드가 중합된 것인데, 리보스는 수산기가 두개로 DNA의 당인 데옥시리보스보다 수산기가 하나 더 많습니다. 수산기는 전자를 끌어 당기는 산소때문에 화학적 변화가 잘 일어나서 코로나 바이러스의 변이를 더 잘 일으킵니다.더우기 RNA는 단일 나선으로 염기가 당인산 골격에 무질서하게 배치되어 다른 화학물질들과 만나 변화되기 쉬운데, 이중나선인 DNA의 염기들은 나선의 중심에 위치하여 다른 화학물질들과 만나기가 RNA의 염기보다는 제한되어 변화에 민감하지 않습니다.RNA바이러스인 코로나 바이러스는 DNA 바이러스보다 잘 변이되는 이유는 위 두가지가 주로 작용합니다. 감사합니다.
Q. 지구말고 다른행성에서 사람이 살수 있을까요?
안녕하세요. 박종군 교수입니다.우주는 빅뱅에 의한 급팽창, 별들의 탄생, 그리고 은하나 별들의 충돌에 의한 파괴등 질서속의 무질서가 공존하고 있읍니다. 생명체라는 질서는 이러한 변화들의 과정속에서 유지되고 있읍니다.지구는 축복받은 별들 중 하나로서 태양으로부터 적당히 떨어져서 너무 춥지도 덥지도 않은 소위 골디럭스 지역에 위치하여, 식물과 해조류및 일부 미생물에 의한 광합성의 결과물인 포도당과 산소를 이용하여 인간을 포함한 동물들이 살아가고 있읍니다.지구의 또 다른 축복은 지구핵의 대류에 의해 발생되는 지자기가 우주로부터 오는 파괴적인 방사능들을 잘 막아주어서 우리의 연약한 DNA를 잘 보호하고 있다는 것입니다.지구의 세번째 축복은 두툼한 대기층이 지구로 떨어지는 수많은 운석들을 태워버려 대재앙을 면하게 해주고 있다는 것입니다.그러나 이러한 축복에도 불구하고 강력한 초신성 폭발에의한 막대한 방사선이 지구에 도달하거나, 엄청나게 큰 운석이 대기층을 뚫고 파멸적인 충돌을 일으킨다면 인간을 포함한 대부분의 지구 생명체는 절멸될 수도 있읍니다.이러한 파멸적 사건이 언제 일어날지 모르므로 인류는 다른 행성을 서둘러 개척하여 인간이 살 수 있는 지구와 비슷한 환경으로 바꾸는 테라포밍을 연구하고 있읍니다. 고난도의 작업인 테라포밍 이전인 현재로서는 화성이나 달에 산소가 있는 폐쇄된 공간을 짓고 그 안에서 식물의 광합성을 가능하게 한다면 인류가 열악하게나마 생존할 가능성이 있읍니다.그러나 핵의 대류에 의한 지자기가 없고 대기층이 없거나 매우 빈약한 달이나 화성에서 만족스런 삶을 살기에는 아직 요원한 실정이며, 단순히 며칠 몇달 살수 있는 폐쇄 공간의 건축이나 대규모의 테라포밍, 또는 화성에서 적응하기 위한 유전자 조작등이 포함된 개척 인류의 탄생을 위해서는 다양한 과학 분야의 엄청난 협동연구가 필요한 상황입니다.