위키독:헷갈리는 유전학 용어 정리

DNA/RNA/뉴클레오티드

유전/유전자/유전학

염색체

게놈/게놈 프로젝트

진화/진화론

GMO/유전공학

유전학 관련 용어 기초

용어	한글명	영어명	한자어
DNA	디옥시리보 핵산	Deoxyribo Nucleic Acid	- 核酸
RNA	리보 핵산	Ribonucleic Acid	- 核酸
뉴클레오티드	뉴클레오티드	Nucleotide	-
유전	유전	heredity	遺傳
유전자	유전자	Gene	遺傳子
유전학	유전학	Genetics	遺傳學
염색체	염색체	chromosome	染色體
게놈	유전체	Genome	遺傳體
진화	진화	Evolution	進化
진화론	진화론	Evolution Theory	進化論
GMO	유전자 변형 생물	Genetically Modified Organism	遺傳子 變形 生物
유전공학	유전공학	Genetic Engineering	遺傳工學

우리 몸은 세포로 이루어져 있다.

세포 안에 핵이,

핵 안에 염색체가,

염색체 안에 DNA가 있다.

DNA는 뉴클레오티드라는 단위체로 이루어져 있으며

하나의 기능을 수행하게 명령하는 단위로써의 DNA 사슬인 유전자를 이룬다.

뉴클레오티드는 당-염기-인산으로 이루어져 있고

염기는 C/G/A/T, 즉 시토신, 구아닌, 아데닌, 티민으로 이루어져 있으며,

퓨린인 아데닌, 구아닌과 피리미딘인 시토신, 티민, (우라실)으로 나눠진다.

시토신, 구아닌, 아데닌, 티민은 분자로 이루어져 있고

각 분자는 질소, 산소, 수소 등의 원자로 이루어져 있다.

유전학 관련 용어 상세

DNA/RNA/뉴클레오티드

DNA

디옥시리보 핵산

Deoxyribo Nucleic Acid

디옥시리보 核酸

한 줄 요약: 유전정보를 암호화해놓은 물리적 실체.

DNA는 C/G/A/T로 흔히 묘사되는 핵산들, 즉 시토신, 구아닌, 아데닌, 티민과 당, 인산으로 이루어져 있다. 당-핵산-인산으로 구성된 하나의 단위를 뉴클레오티드라고 하며 이 뉴클레오티드가 1,000개쯤 모여서 하나의 유전자를 형성하고 이 유전자가 수천~수만개가 모여서 염색체가 되며, 이들 염색체가 모여 게놈을 구성한다. 사람의 경우에는 평균 1,000개 정도의 유전자가 하나의 염색체를 구성하며 23쌍의 염색체가 모여 전체 게놈을 구성한다.

여러 유전학 용어 중 DNA라는 말은 상당히 자주 쓰인다. 흔히 생명의 설계도라든지, 생물의 청사진정도로 묘사되는데 이는 어느 정도는 맞는 말이다. 하지만 설계도나 청사진처럼 DNA만 있다고 해서 생명을 창조할 수 있는 것은 아니다. 가장 큰 문제점은 일단 DNA가 암호화되어 있다는 것으로 이 암호를 풀어내는 작업이 수반되지 않으면 DNA만으로 무언가를 만든다는 것은 그야말로 그림의 떡이라는 것이다.

모든 유전자 정보는 단백질 합성에 대한 정보이다. 따라서 DNA에 기술된 유전 정보를 해독하여 단백질을 구성하는 아미노산 서열로 전환하는 것이 DNA해독기가 하는 일인데 이 해독 과정을 센트럴 도그마(central dogma)라고 한다. 이 해독과정을 이해하기 위해선 DNA에 저장되어 있는 정보와 실제로 단백질 합성에 쓰이는 정보가 다르다는 것을 인지해야 한다. 그래서 이들을 중간에 변환해주는 일종의 컨버터가 필요하게 되는데, 이것이 바로 뒤에 나오는 RNA, 그 중에서도 tRNA이다.

RNA

RNA

리보핵산

Ribonucleic Acid

리보 核酸

한 줄 요약: DNA 일부가 복사되어 떨어져 나온 핵산.

RNA는 DNA의 일부가 복제(전사)되어 만들어지는 핵산의 한 종류이다.

RNA가 하는 일은 뭐라 딱 한마디로 정의하기가 쉽지 않다. DNA의 암호를 풀어내고, 이 정보를 단백질 합성에 필요한 정보로 바꿔주고, DNA 일부분을 복사하여 DNA복제에도 관여하며 정보를 다시 암호화하는 등 하는 일도 많거니와 RNA는 그 종류도 수십가지이다. 관련업계 종사자, 혹은 유전학자나 이 분야를 공부하려는 사람이 아닌 이상, 그냥 DNA에서 튀어나와 생명현상을 보조해주는 최고의 서포터 정도로 인식하는 것이 속편하다.

수십가지 RNA 중에 DNA해독에 필요한 것은 tRNA, mRNA, rRNA이다.

tRNA = transfer RNA = 변환 어댑터

mRNA = messenger RNA = 유전자 정보를 담고 있는 RNA

rRNA = ribosomal RNA = 리보좀을 구성하는 RNA

특히 mRNA는 단백질을 합성할 때 중간에서 일을 간단하게 만들어주는 역할을 한다. 단백질 하나를 합성하는데 모든 DNA가 복제되면 엄청난 낭비로 이어지므로 해당 유전자 하나만 복사하여 이용하게 되는데 이 DNA 일부가 복사된 복사체가 바로 mRNA이다. tRNA는 암호화된 정보와 단백질을 중간에 이어주는 매개체 역할을 하며 rRNA는 말그대로 해독을 담당하는 리보좀을 구성하고 있다.

뉴클레오티드

뉴클레오티드/뉴클레오타이드

Nucleotide

한 줄 요약: DNA라는 복합체를 구성하는 단위체.

핵산과 당, 인산이 모여서 뉴클레오티드가 되고 이 뉴클레오티드가 공유결합으로 연결되어 사슬모양의 긴 DNA가 된다. 즉 DNA의 부품이라고 생각하면 편하다.

유전/유전자/유전학

유전

톰 크루즈와 그의 딸 수리 크루즈.

유전

heredity

遺傳

한 줄 요약: 부모의 유전형질이 자식에게 옮겨가는 현상

탈모로 대표되는 현상이 바로 유전이다. DNA 몇 조각이 모여 이루어진 유전자로 인해 발생하며 피부색, 눈동자색, 머리색, 손발톱 모양, 얼굴 생김새, 혈액형 등등이 부모와 닮게 된다. 여기에서 쓰이는 대표적인 용어가 우성과 열성이다. 우성인자가 열성인자와 만나 짝을 이룰 경우는 우성 인자만이 실제로 발현되며 열성 인자는 나타나지 않는다. 하지만 열성 유전자 또한 아주 사라지는 것은 아니고 그대로 다음 세대로 유전된다. 사람에게 적용된 대표적인 열성유전자는 금발과 푸른눈인데 이 둘은 원래 열성인자로 발현되기가 힘든 것이나 금발과 푸른눈은 성선택에서 아주 유리한 위치에 있어서 지금까지 살아남았다는 것이 중론이다.

유전자

유전자

Gene

遺傳子

한 줄 요약: 하나의 기능을 수행하게 명령하는 단위로서의 DNA사슬

유전자는 유전의 기본 단위이다. DNA 사슬 일부가 바로 유전자가 되며 단백질 생산뿐만 아니라 RNA 생산을 명령하는 명령어도 유전자에 포함될 수 있다. 이 개념은 유전학의 창시자인 그레고어 멘델이 '특질'이라고 부르며 처음으로 생각해냈다. 그는 부모로부터 물려받는 유전적 특질이 통계적으로 예측가능한 것을 발견하였던 것이다. 이후 DNA라는 유전자의 실체가 밝혀지면서 멘델의 예측은 정확한 것으로 드러났다.

세포 내에서 유전자는 DNA 서열 가운데 정보를 가지는 부분을 뜻한다. DNA는 대부분이 정보가 없는 무작위 서열로 구성되어 있는데 이를 비부호화 DNA라고 하며 인간의 경우 이 비부호화 DNA는 99%를 차지하고 있다. 이 비부호화 DNA는 두 종의 공통조상을 찾는데 활용될 수 있다. 이를테면 생쥐와 인간은 비부호화 DNA의 80%가 상동성을 보이는데 이는 생쥐와 인간이 아주 오래전에 공통조상을 가지고 있었음을 시사한다.

유전자의 복제 과정에서 오류가 발생하여 전혀 새로운 유전자가 생겨났을 때, 이를 돌연변이라고 한다. 돌연변이는 진화과정에서 대체적으로 큰 영향을 끼치진 못하지만 아주 가끔씩 초대박을 터뜨리는 돌연변이로 인해 진화의 방향이 급격하게 변화하기도 한다.

유전학

유전학

Genetics

遺傳學

한 줄 요약: 생물의 유전과 유전자 다양성 등을 연구하는 생물학의 한 분야

말그대로 생명현상 중, 유전현상과 관련된 분야를 연구하는 학문. 이 학문의 창시자는 그레고어 멘델로 알려져 있다. 19세기 중반, 멘델이 유전법칙을 발표 했을때는 DNA와 같은 작은 물질을 볼 수 없었기 때문에 연구에 애로사항이 꽃피기도 했다. 실제 태동기에는 그다지 관심을 가지는 사람도 없었다고 한다. 1905년에 들어서야 베이트슨이라는 사람이 멘델의 유전법칙을 재발견하면서 유전학이라는 말을 처음으로 사용하였다. 현재는 분자생물학의 발달로 DNA의 구성물질 등도 아주 자세히 알게 되었고 그 매커니즘도 밝혀냈다. 또한 유전자를 직접 조작하여 유전자 변형 생물 등을 만드는 등 생물학 최종병기라고 해도 과언이 아닐 만큼 엄청난 발전을 이룩했다.

염색체

염색체

chromosome

染色體

한 줄 요약: DNA가 엄청나게 뭉쳐서 존재하는 유전물질.

위의 그림은 사람의 염색체로 22쌍, 44개의 상염색체와 1쌍, 2개의 성염색체가 있다. 여성은 XX성염색체, 남성은 XY를 가지고 있다. 이 염색체는 평소에는 잘 보이지 않으며 세포분열과정에서만 관찰된다. 세포분열기에 들어가면서 유전물질을 안전하게 보호하고 딸세포들에게 형평성있게 유전정보를 분배하기 위해 꼬이고 뭉쳐서 응축되어 X자 형태를 이룬 구조물이다.

진핵세포의 유전물질(DNA & RNA)은 히스톤 다백질의 도움을 받아 염색사 상태로 핵에 흩어져 있다가 분열기에 접어들면서 이러한 염색체를 형성한다. 염색체라는 이름은 염색시약에 의해 염색된 것들이기 때문에 이러한 이름이 붙었다. 염색체의 영어명인 chromosome 중 chromo-는 색을 의미하는 접두어이다. 리그 오브 레전드를 즐겨하는 사람은 크로마 팩(Chroma pack)을 생각해보자.

보통 생물체들은 염색체가 2개씩 존재하는데 이는 어버이로 부터 각각 하나씩 받았기 때문이며 2개씩 있는 이러한 염색체를 상동 염색체라고 한다. 보통 생명체는 항상 짝수로써 존재하며 어떠한 이상으로 염색체가 홀수가 되면 다운 증후군이나 터너증후군, 야콥 증후군, 클라인펠터 증후군과 같은 병에 걸리게 된다.

몇몇 생물체의 염색체 수는

양파 = 16개

무 = 18개

옥수수 = 20개

모기 = 6개

고양이 = 38개

사람 = 46개

침팬지 = 48개

소 = 60개

개 = 78개

닭 = 78개

등으로 서로 다른 종이라도 염색체 수는 같을 수 있다. 개와 닭 등이 대표적인 예이다.

게놈/게놈 프로젝트

게놈/게놈 프로젝트

유전체/유전체 계획

Genome project (지놈:영어)

Genomprojekt (게놈:독일어)

한 줄 요약: 유전자(Gene) + 염색체(Chromosome), 염색체 속에 들어 있는 모든 유전자. 생물종의 거의 완전한 유전 정보의 총합

'인간 게놈 프로젝트'인해 널리 알려진 독일어. 1920년에 함부르크 대학의 식물학 교수 한스 빙클러가 만들었으며 게놈의 우리말인 유전체 또한 유전자 + 염색체의 합성어이다. 이 말은 한국의 동물행동학자, 최재천교수가 제안한 용어이다.

그리고 이를 차용한 인간 게놈 프로젝트(Human Genome project:HGP)는 1990년 시작되어 15년 목표로 인간 게놈에 있는 약 30억개의 뉴클레오티드 염기쌍의 서열을 밝히는 계획이다. 이 프로젝트는 미국, 영국, 일본, 독일, 프랑스, 중국의 6개국이 참여 했다. 인간을 제외한 다른 생물들, 효모나 선충류 등의 경우에는 이미 이 서열이 모두 밝여져서 자신감을 얻은 연구진들이 인간을 대상으로 이 프로젝트를 하겠다고 제안한 것이다. 2005년을 목표로 한 15년 계획이었지만 2년 이른 2003년에 이 프로젝트는 완성되었으며 이 결과로 인해 많은 질병들의 원인이 되는 유전자의 염색체 상에서의 위치를 이해할 수 있게 되었다.

인간 게놈 프로젝트의 목적은 인간 유전자의 종류와 기능을 밝히고, 이를 통해 개인, 인종, 환자와 정상인의 유전적 차이를 비교하여 질병의 원인을 규명하는데에 있다. 이렇게 알아낸 유전 정보는 질병 진단, 난치병 예방, 신약 개발, 개인별 맞춤형 치료 등에 이용할 수 있다는 점에서 대단한 의의가 있다.

진화/진화론

진화 / 진화론

Evolution / Evolution Theory, Theory of Evolution

進化 / 進化論

한 줄 요약: 종은 각자의 환경에 맞게 변화하며 어떠한 종이 충분히 오랫동안 고립되면 새로운 종이 탄생할 수 있다.

과학이론 역사상 가장 많은 논란과 가장 많은 오해를 낳은 신성모독(?)의 이론.

진화론하면 당연히 찰스 다윈이 먼저 떠오르지만 찰스 다윈 이전에도 진화론을 주장하는 사람은 많이 있었다. 대표적으로 용불용설로 유명한 라마르크가 있으며, 다윈의 할아버지인 에라스무스 다윈도 진화론을 믿고 있었다. 전공자가 아닌 사람에게 다윈 = 진화론 이라는 공식이 널리 퍼진것은 다윈이 『종의 기원』을 펴내면서 오랫동안 수수께끼였던 진화의 매커니즘을 밝혀냈기 때문이다. 그리고 당시 성경과 정면으로 대치되는 사상이었으므로 종교측의 어그로를 엄청나게 끌었기 때문이기도 하다.

다윈이 『종의 기원』을 펴내면서 주장한 진화의 매커니즘은 크게 두 가지로 자연선택과 성선택이 그것이다. 이로인해 라마르크의 용불용설은 자연선택에 의해 밀려나게 되었고 공작의 화려한 꼬리도 성선택으로 명쾌하게 해결되었다.

진화론은 처음 생겨났을때부터 지금까지 꾸준히 보강되고 있으며 분자생물학이 발달한 지금은 진화의 최종적인 매커니즘이 유전자에 있다는 것 또한 밝혀진 상태이다. 진화론의 아이디어는 그 무게감이 주는 것 보다는 훨씬 간단해서 심지어는 뉴턴의 중력법칙보다 더 간단하다고 말하는 과학자도 있을 정도이다.

진화론의 대원칙은 다음과 같다. 종은 자손을 남기는데 이 중에서 어떤 후손이 살아남을지는 자연이 결정한다. 톰슨 가젤의 경우, 빠른 놈만이 살아남아 후손을 남길 수 있는 것이다.

두번째는 자연선택으로 설명되지 않는 현상들, 즉 공작의 꼬리같은 핸디캡은 성선택으로 설명이 가능하다는 것이다. 공작의 수컷이 암컷에게 꼬리를 펼쳐보일때는 '나는 이 정도의 무겁고 눈에 띄는 꼬리를 가지고 있음에도 잡혀 먹히지 않고 살아 있을만큼 강하다'라고 말하고 있는 것이다. 자연히 암컷은 강한 수컷을 선택하게 되고 이들 사이에서 나온 공작의 수컷은 화려한 꼬리를 계속해서 가지고 있는 것이다.

또한 이러한 변화가 점점 쌓이다가 어느순간에는 다른 종과 교배가 불가능하거나 그 자식들이 교배가 불가능해지는 현상이 생기게 되는데 이때 우리는 새로운 (아)종이 탄생하였다고 한다.

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GMO/유전공학 ===

GMO / 유전공학

Genetically Modified Organism / Genetic Engineering

유전자 변형 생물 / 유전공학

遺傳子 變形 生物 / 遺傳工學

한 줄 요약: 생물학 최종 병기, 유전자를 변형 시켜 만든 생물, 유전자를 조작하여 인간에게 이로운 산물을 얻어내는 공학.

말 그대로 생물의 뼈대가 되는 유전자를 조작하여 기존에 없었던 생물을 만들어내는 공학이자 그 공학의 결과물인 생물. 흔히 유전자 변형 생물이라는 무시무시한 어감으로 인해 소설 『프랑켄슈타인』에 나오는 괴물을 떠올리기 쉬우나, 실제로는 조금 다르다.

이 수많은 개 종은 오랜 세월을 걸쳐서 행해진 인위적 유전자 조작의 결과이다.

현재 목줄에 묶여 산책하고 있는 수많은 강아지들이 유전자 변형의 산물이며 우리들이 먹고 있는 쌀, 옥수수, 바나나, 아몬드 등도 유전자 변형 생물이다. 다만 그 속도와 무작위성에 차이가 있을 뿐, 인위적으로 만들어낸 존재라는 것이라는 점에서는 동일하다.

씨가 존재했던 원래의 바나나. 현재는 원시적인 유전자 조작(?)으로 씨 없는 바나나를 먹고 있다.

옥수수도 마찬가지로 길고 긴 세월동안 유전자가 변형되었다.

유전자 변형이 공학적으로 이용되지 않았던 시절에는 마음에 드는 두 개체를 교배하는, 오래걸리고 무작위적인 방법을 이용했다. 이러한 방법으로 만들어진 생물이 애완견과, 애완묘, 우리가 현재 먹고 있는 여러 작물이다. 이러한 작물은 1960년대 녹색혁명으로 인해 개발되었고 인류역사에서 처음으로 공급이 수요보다 많아지게 되었다. 이때에는 방사선인 X선이 이용되는 등의 다양한 시도가 있었다. 어쨌든 녹색혁명은 꽤나 성공적이었지만 그 느려터진 속도만은 어떻게 해결이 되지 않았고 이 '속도'를 해결하기 위해 유전공학이 그 해결책으로 제시되었다.

물론 현재 GMO기술에 거부감을 느끼는 사람들도 다수 존재하여 이 기술에 반대하는 진영도 존재하는 현황이다. 반대하는 측의 주장을 요약하면 다음과 같다. 첫째, 유전자 변형으로 생성된 농산물은 돌연변이된 농작물로 얻었으므로 인간에게 해로울 수 있다. 둘째, 유전자를 세포 속에 주입하는 방법은 정밀하지 않기 때문에 영양가가 저하되며, 유해물질의 생성과 알레르기 물질이 발생하기 때문에 위험하다. 셋째 GMO는 유전자 변형을 통해 '생명계의 새로운 질서'를 만드는데 이러한 작업이 내분비 교란물질(환경호르몬)을 토대로 하기 때문에 문제가 된다. 예를 들면 해충을 죽이도록 유전자가 변형된 농작물이 다른 이로운 곤충을 죽이거나 그 꽃가루가 바람에 날려 다른 경작지에 영향을 미쳐서 유기농업에 타격을 줄 수 있다는 주장이 그것이다.

찬성측과 반대측은 아직 의견조율이 안되고 있지만 분명한 것은 누군가는 지금 이 순간에도 GMO를 만들고, 또다른 누군가는 소비하고 있다는 사실이다.