세포와 노화 분야의 박종군교수입니다.
생물·생명
Q. 고수 못 먹는 유전자가 진짜 있나요?
안녕하세요. 박종군 교수입니다.우리 몸에 섭취되는 식품이나 약품은 독성이 있으면 주로 간 세포의 세포소기관인 활면소포체에 존재하는 cytochrome P450 이라는 효소집단에 의해 해독됩니다. 이 효소집단은 사람마다 유전적으로 조금씩 달라서 예를들면 어떤 사람은 담배의 벤조피렌을 잘 해독하고 다른 사람은 그 해독능력이 조금 떨어질 수 있읍니다. 질문하신 고수의 해독과정에서 잔류되는 물질의 독성 여부에 따라서 알러지나 신체의 반응이 달라질수 있으므로, 다른 사람이 맛있다고 해도 해독유전자의 조합이나 그 발현수준에 따라 내 몸에서는 약간의 부작용이 발생할 수 있읍니다. 동물들은 이러한 음식의 구분을 시각, 미각, 후각에 의존해 대부분 훌륭하게 수행하고 있으므로, 사람도 모든 음식물에 대한 유전자 검사가 정립되기 전 까지는 위 감각을 잘 활용하여 음식을 선택하는게 바람직할 것 같습니다.우리 몸의 유전자들의 기능을 이해하기 시작한 것은 약 60년정도 밖에 되지 않은 기초적인 수준에 머물러 있어서, 다양한 음식물및 약물들에 대한 신체의 유전자 발현및 그 영향에 대한 연구는 이제 시작단계라고 볼 수 있읍니다.
생물·생명
Q. 앞으로 코로나바이러스보다 더 심한 유행이 올 수도 있을까요?
안녕하세요. 박종군 교수입니다.AIDS나 코로나 바이러스는 유전물질을 RNA로 갖는데 RNA는 DNA보다 변이가 잘되어 델타, 오미크론등의 변이체의 출현 속도가 빠릅니다. 다행히 대부분의 바이러스가 인체에 침투하면 우리 면역계가 신속히 대응하여 며칠 지나면 항체를 만들기 시작합니다. 우리 면역계는 수억년 이상의 공격과 방어과정 속에서 진화된 것을 생각해보면, 어느정도의 환경 변화가 있다하여도 대응해 낼 것으로 저는 생각합니다. 걱정마시고 환경친화적이고, 건강친화적인 삶을 유지하시면, 코로나의 변종이나 그 이상의 바이러스가 출현해도 공상과학 영화에서 처럼 혹독한 상황은 전개되지 않을 것입니다.
생물·생명
Q. 바이러스를 무력화하는 약물은 없나요?
안녕하세요. 박종군 교수입니다.바이러스가 증식하기 위해서는 첫째, 숙주세포의 단백질에 결합하여 자신의 유전물질을 집어넣어야 하는데, 예를들어 AIDS 를 유발하는 HIV 바이러스의 단백질인 gp120이 면역을 지휘하는 세포인 헬퍼T 세포의 세포막에 존재하는 단백질들중 한 종류인 CD4에 결합하여야 숙주세포 안으로 들어갈 수 있읍니다. 따라서 항체나 다른 약물을 이용하여 이 두 단백질의 결합을 방해하는 것이 치료제가 될 수 있읍니다. 둘째, 숙주로 들어온 바이러스는 후손을 만들기 위해 그 유전물질인 DNA나 RNA를 복제해야 하는데 이 과정은 nucleotide들이 중합효소에 의해 중합되는 과정이므로, nucleotide의 유사체들을 이용하여 이 과정을 방해하는 것이 치료제가 될 수 있읍니다.세째, 바이러스가 숙주안으로 들어와서 자신의 유전물질을 복제하고 자신의 단백질들을 만드는데 성공했어도 바이러스 단백질들을 절단하고 조립하여야 완전한 바이러스 입자로 탄생하는데, 이 절단및 조립과정을 담당하는 단백질 분해효소등을 저해하는 물질도 치료제가 될수 있읍니다. 많은 제약회사에서 위 세가지 단계를 중심으로 여러가지 바이러스에 대한 치료제를 개발하고 있으며, 효능은 좋고 부작용은 적은 치료제를 경쟁적으로 출시하고 읍니다.
생물·생명
Q. 유전에 대해서 궁금한게 있습니다
안녕하세요. 박종군 교수입니다.염색체는 DNA와 이에 결합하는 단백질로 구성되며, 우리 몸을 구성하는 체세포는 아빠의 정자와 엄마의 난자에서 반절씩 받은 염색체를 가지고 있읍니다.정자나 난자는 생식세포라고 하는데 체세포의 염색체의 수가 반절로 줄어드는 감수분열이라는 과정에 의해 만들어지며,이때 다양성을 증가시키기 위해 염색체의 일부가 교환되는 교차라는 재조합과정을 거치므로 모든 생식세포들은 조금씩 다른 유전적 특징을 갖습니다.피부 색, 머리결, 키등의 다양한 특징들은 DNA안에 암호화된 유전자들이 전사되고 번역되어 만든 효소들이 작용하여 나타납니다. 엄마나 아빠의 유전자들의 재조합과정에 의해 조금씩 달라진 유전자 세트를 형과 아우, 혹은 언니와 여동생이 갖게 되므로 서로 조금씩 부모의 특징들과 다른 모습을 보여줍니다.지구 환경은 끝없이 변하므로 어떤 종이라도 다양한 유전자 조합을 가지고 있는 것이 번식에 유리할 것임을 생각해보면, 유전적 다양성을 확보하기 위한 감수분열시 교차의 필요성을 음미할 수 있을 것입니다. 성격은 유전적 요인뿐 아니라 환경,교육방식과 내용등 다양한 변수가 관련되는 것으로 알려져 있어서 더욱 형제나 자매간의 차이가 크게 나타날 수 있읍니다.
생물·생명
Q. 바이러스와 세균의 차이점이 무엇인가요?
안녕하세요. 박종군 교수입니다.세균은 독립적으로 살 수있는 단세포로서 자기 DNA의 유전자들에 의해 암호화된 효소에 의해 생명물질을 만드는 대사과정과 후손을 만드는 생식과정을 수행합니다. 세균이 인체에 질병을 일으키는 것은 상처나 감염을 통해 인체의 영양물질을 이용하여 과도한 증식이나 독소의 방출을 나타내는 경우가 많습니다. 이에 비해 바이러스는 DNA나 RNA를 유전물질로 갖고 있으나 독립된 세포가 아니며, 살기 위해서는 다른 숙주세포에 침투해서 숙주를 이용하여 에너지 대사와 생식을 하는 기생적 존재입니다. 코로나 바이러스는 유전물질을 RNA로 갖는데 RNA의 ribose라는 당이 DNA의 deoxyribose라는 당보다 수산기가 하나 더 많아 불안정하여 변이가 빈번하므로, 델타나 오미크론 등의 변이체가 계속 나타나고 있읍니다.박테리아나 바이러스의 표면에 돌출된 단백질들은 우리 면역계 세포인 T세포의 수용체나 B 세포의 항체가 외부 항원으로 인지하여 결합합니다. 이 면역반응에 의해 박테리아나 바이러스의 증식이 억제되지만 완전히 절멸되지는 않습니다. 지구가 인간이라는 종만을 위해 준비된 행성이 아니므로 많은 병원체들의 완전한 정복은 어렵고, 병원체와 같이 살아가되 건강과 면역력을 잘 유지하는 것이 중요합니다.
생물·생명
Q. DNA란 정확히 무엇을 의미하는 것일까요??
안녕하세요. 박종군 교수입니다.DNA는 DeoxyriboNucleic Acid(데옥시리보핵산)의 약자로, 뉴클레오타이드가 중합되어 길어진 두 개의 긴 가닥이 서로 꼬여 이중나선 구조로 되어있는 고분자화합물입니다. 세포의 중심에 위치한 핵에서 발견되어 핵산이라는 이름이 붙게 되었으며, 미토콘드리아나 엽록체와 같이 핵 이외의 세포소기관도 DNA를 갖고 있읍니다. DNA의 단량체인 뉴클레오티드는 데옥시리보스라고 하는 5개의 탄소로 구성된 당의 1번 탄소에 4종류의 염기(A,T,G,C)가 결합하고 5번 탄소에는 인산이 결합한 것인데, 뉴클레오티드들 사이에서 물이 빠지며 중합되어 DNA로 길어지는 과정은 DNA중합효소에 의해 촉매됩니다. DNA는 컴퓨터의 하드디스크로 비유할 수 있는데 하드디스크의 일부분이 엑셀이나 한글같은 프로그램으로 할당되는 것처럼, DNA의 일부분은 인간의 경우 2만여종의 유전자들로 할당됩니다. 유전자들의 뉴클레오티드 서열은 전사과정에 의해 RNA의 뉴클레오티드 서열로 변환되며, 이는 다시 번역과정에 의해 단백질의 아미노산 서열로 변환됩니다. 우리 몸의 다양한 생화학적 반응은 다양한 종류의 효소들이 진행하여 생명활동을 유지하므로, DNA는 생명활동을 위한 유전자라는 설계도들을 보관하는 도서관과 같다고 비유할 수 있읍니다.
생물·생명
Q. 현실에서 빨갛지 않은 피도 있나요?
안녕하세요. 박종군 교수입니다.대부분의 고등동물은 헤모글로빈을 산소운반체로 이용하여 빨간 색을 보입니다. 그러나 곤충들 중에는 헤모에리트린으로 산소를 운반해서 보라색을, 오징어나 문어는 헤모시아닌의 구리 이온때문에 파란색을 띱니다. 거머리같은 환형동물의 일부는 클로로크루오린으로 산소를 운반하여 녹색을 띱니다.산소가 녹아 있는 환경이 어떠한가에 따라 최적의 산소운반체가 다르고. 따라서 피의 색깔도 다르게 진화된 것입니다.
생물·생명
Q. 혈액형이 반드시 일치하는 것은 아닌 이유가 무엇인가요?
안녕하세요. 박종군 교수입니다. 혈액형은 A, B, O의 세가지 대립유전자에 의해 결정되는데, A와 B유전자들은 적혈구의 표면에 돌출된 당단백질의 말단에 서로 다른 당분자를 부착시키는 일을 하는 효소를 암호화합니다. O 유전자는 기능이 없는 효소를 암호화해서 어떠한 당분자도 부착하지 못합니다. O가 기능이 없는 열성이고, A와 B 유전자는 O에 대해 공동으로 우성입니다. 각 개인은 양친으로부터 한개의 유전자를 받으므로 AA, AO, BB, BO, AB, OO의 6가지 유전자형을 갖게됩니다. AA와 AO는 A형, BB와 BO는 B형, AB는 두가지 유형의 효소가 일하므로 적혈구에 두가지 종류의 당단백질이 표현되어 AB형, OO는 어떠한 당도 부착하지 못하므로 O형이 됩니다. 질문에서 O형의 부모는 OO형의 유전자형만을 가지므로 A나 B형의 혈액형이 나올 수는 없고 검사 결과가 잘못되거나 다른 이유에 의해 설명되어야 할 것입니다.