학문
수려한집게벌레191
유전자 가위 기술을 이용하여 특정 질병을 치료하거나 농작물을 품종 개량하는 원리를 유전자의 특정 부위 절단과 복구로 설명해 주세요.
유전자 가위 기술을 이용하여 특정 질병을 치료하거나 농작물을 품종 개량하는 원리를 유전자의 특정 부위 절단과 복구로 설명해 주세요.
4개의 답변이 있어요!
안녕하세요. 유전자 가위 기술은 DNA의 특정 부위를 정확하게 찾아 절단한 뒤, 세포가 원래 가지고 있는 DNA 복구 기능을 이용하여 유전자를 없애거나 바꾸는 기술입니다. 대표적인 유전자 가위인 CRISPR-Cas9을 예로 들면, 가이드 RNA가 목표 DNA 서열을 찾아가고 Cas9 단백질이 그 주변의 DNA 두 가닥을 절단합니다.
DNA가 절단되면 세포는 손상된 DNA를 복구하려고 합니다. 이때 대표적으로 비상동 말단 연결(NHEJ)과 상동성 유도 복구(HDR)가 이용되는데요, NHEJ는 절단된 DNA의 양 끝을 빠르게 다시 연결하는 과정인데, 이 과정에서 작은 염기 삽입이나 결실이 발생할 수 있습니다. 이러한 변화로 특정 유전자의 기능을 없앨 수 있기 때문에, 질병을 일으키는 유전자의 기능을 억제하거나 농작물의 특정 형질을 변화시키는 데 활용할 수 있습니다. 반면 HDR은 원하는 DNA 서열을 복구의 주형으로 제공하여 특정 염기서열을 다른 서열로 바꾸거나 새로운 서열을 삽입하는 방식입니다. 따라서 질병을 일으키는 돌연변이를 정상적인 서열로 교정하거나, 농작물에서 가뭄 저항성, 병충해 저항성, 영양 성분 등 원하는 형질과 관련된 유전자를 변화시키는 데 활용할 수 있습니다. 감사합니다.
채택된 답변안녕하세요. 이상현 전문가입니다.
유전자 가위는 원하는 DNA 염기서열을 정확히 인식해서 절단하고, 세포가 절단된 DNA를 스스로 복구하는 과정에서 특정 유전자를 제거하거나 교정합니다. 이를 이용해서 질병을 일으키는 돌연변이를 교정하거나, 농장물의 병충해, 저항성, 수확량 등에 관련된 유전자를 변화시켜서 원하는 형질을 만들 수 있습니다.
감사합니다.
유전자 가위 기술은 DNA의 특정 부위를 절단하고 세포 스스로 이를 복구하는 과정을 이용하는 것입니다.
가이드 RNA가 목표 유전자를 정확히 찾아가면 Cas9 효소가 해당 위치의 DNA 이중 가닥을 잘라냅니다.
DNA가 끊어지면 세포는 살아남기 위해 스스로 복구를 시도하는데, 복구 방식에 따라 치료 및 품종 개량의 결과가 달라집니다.
먼저 단순 복구(NHEJ)의 경우 절단면을 그냥 붙이다가 오류가 발생해 특정 유전자가 비활성화됩니다.
그래서 암 유발 유전자를 무력화하거나 감염 바이러스의 유전자를 제거하는데 활용되며, 감자의 갈변 유전자를 끊어 갈변이 진행되지 않는 품종을 만들기도 하죠.
반면 정밀 복구(HDR)의 경우 정상 DNA 조각을 함께 공급해 교체하거나 새 유전자를 삽입하는 것입니다.
대표적으로 겸상 적혈구 빈혈증 등 돌연변이 유전병을 정상 서열로 바꾸거나, 병충해 저항성이나 영양 성분을 강화하는 유전자를 삽입하는데 활용하기도 합니다.
안녕하세요. 임형준 수의사입니다.
유전자 가위는 DNA의 원하는 특정부위를 정확히 잘라 찾아내는 기술입니다. 세포가 잘린 DNA를 스스로 복구하는 과정에서 유전자를 제거 교정하거나 원하는 서열을 넣을 수 있습니다. 이를 통해 질병 유전자를 고치거나 병충해 저항성, 수확량이 높은 농작물 품종을 만드는데 활용됩니다.