우리 몸의 모든 정보, 유전자가 가지고 있다!

동물, 식물, 미생물까지, 세상에는 매우 다양한 종류의 생명체가 함께 살아가고 있습니다. 생명체는 각각의 독특한 형체를 가지고 있으며, 심지어는 같은 종(種)의 생명체도 제각기 다른 모습을 가지고 있어요. 인간만 하더라도, 일란성 쌍둥이가 아닌 이상은 모두 다른 모습을 지니고 있지요.

그렇다면 이 모든 형태들은 어디에서 유래하는 것일까요? 여러분 중에서는 이미 답을 알고 계신 분도 있겠네요! 답은 유전자랍니다. 유전자가 가진 정보을 기반으로, 복잡한 과정을 거쳐서 현재 여러분의 모습으로 나타나는 것이에요. 

어? 유전자하니까 함께 들어본 단어들이 헷갈리기 시작합니다. 염색체, 유전자, DNA 등 다양한 단어들이 우후죽순처럼 나타납니다. 조금 혼동이 되시지요? 그래서 이번 시간에는 여러분의 몸에 관한 정보를 담고 있는 유전자, 그리고 이와 관련된 다양한 용어의 정확한 의미를 함께 알아보도록 해요.

1. 정보를 표시하는 도구인 염기, 그리고 이를 담고 있는 DNA

유전 정보는 어떻게 표시되어 있을까요? 우리 몸에 대한 정보는 염기라고 하는 4가지 문자에 의해 암호화되어 있답니다. 이 네가지 문자는 각각 A, C, G, T이랍니다. 노트에 적혀있는 것 처럼 정말로 글자가 쓰여져 있는 것은 아니고요, A는 아데닌(Adenine), C는 시토신(Cytosine), G는 구아닌(Guanine), T는 티민(Thymine)이라는 물질의 앞글자만 딴 것이랍니다. 우리 몸의 유전정보는 네 가지 물질의 순서에 따라 결정 된답니다. 배열된 순서가 다르기 때문에, 여러분의 모습은 다른 사람과 차이를 보이는 것이지요.

4가지 염기. 아데닌, 구아닌, 시토신, 티민.

네 가지 물질, 아데닌, 시토신, 구아닌, 티민가 연결되기 위해서는 당, 인산 등이 필요해요.  아래 그림에서 자주색 오각형은 당, p라고 쓰여진 동그라미는 인산, 당 옆에 붙어있는 육각형 혹은 육각형과 오각형의 조합은 염기랍니다.(A, G, C, T가 보이시나요?) 염기와 당, 인산의 결합을 통해 유전 정보는 한 가닥으로 길게 연결되어 있답니다. 염기와 당, 인산을 통틀어서 뉴클레오티드라고 불러요. 그리고 긴 가닥을 DNA라고 한답니다. 즉, DNA는 우리 몸의 정보를 표시해둔 염기를 담고 있다고 할 수 있겠네요.

하나의 염기는 함께 다니는 짝이 있는데요, A는 T와 짝, C는 G와 짝이에요. DNA는 두가닥으로 이루어져 있는데요, 각 가닥의 염기는 자신의 짝꿍과 짝을 이루고 있답니다. 아래의 그림에서 보면 G는 C와 짝을 맺고, T는 A와 짝을 맺은 모습. 보이시나요? 이렇게 두 가닥은 서로 짝을 맺고 있는데요. 그 생김새는 그림의 왼쪽에서 보이는 것처럼 나선형을 이루고 있답니다. 그래서 DNA의 구조를 '이중 나선 구조'라고 해요.

2. 유전정보를 모아서 운반하는 운반자. 염색체.

우리 몸에는 약 100조개의 세포로 이루어져 있어요. 엄청 많지요!! 각 세포는 지름이 0.1mm이하로 매우 작답니다. 그런데 이 세포 안에 있는 DNA가닥의 합은 모두 1.8m라고 해요. 어떻게 이렇게 긴 DNA가닥이 조그마한 세포에 들어갈 수 있을까요?

길다란 DNA가닥은 뭉치고 뭉쳐져서 염색체라는 하나의 덩어리를 만든답니다. 이 과정에서 DNA는 히스톤이라고 하는 단백질들에 돌돌 감겨서 응축된답니다. DNA는 히스톤 단백질과 함께 압축되어서 염색체를 형성하는 것이에요. 아래 그림에서 보면 긴 DNA 가닥인 검정색 히스톤 단백질과 만나 촘촘하게 뭉쳐지는 것 보이시죠? 이 들이 더욱 응축되어서 왼쪽의 X자 모양으로 생긴 염색체가 되는 것이랍니다.

사람의 몸에는 23쌍, 총 46개의 염색체가 존재합니다. 아래의 그림은 사람의 염색체를 크기 순서로 배열한 모습입니다. 앞에서 부터 살펴 보았듯이, 이 염색체들은 유전정보의 기본이 되는 염기로 구성되어 있지요. 그러므로, 염색체는 유전정보를 담고 있는 그릇임과 동시에 각종 분열에서 유전 정보를 운반하는 운반자의 역할을 하는 셈이지요.

3. 유전 정보를 나타내는 유전자.

그렇다면, 우리 몸의 정보를 나타내는 유전자는 무엇일까요? 유전자는 여러 개의 염기(혹은 여러개의 뉴클레오티드)가 결합된, 길다란 DNA가닥의 일부분이에요. 그 길이는 매우 짧을 수도 있고, 매우 길 수도 있답니다. '유전자'는 실제 우리의 몸 한부분에 대한 온전한 정보를 가지고 있는 부분이에요. 책장에 대한 비유로 이를 좀 더 풀어보기로 해요.

우리 몸의 정보는 염기라고 하는 문자로 작성되어 있답니다. 문자를 이용해서 정보를 구분없이 쭉 적어둔 것이 DNA인 셈이에요. 이렇게 쭉 적어둔 것은 실제로 별 의미가 없겠지요? 그래서 이들을 구분지어서 책으로 만든 것이 바로 유전자입니다. DNA문장은 수천 권의 책으로 나눌 수 있는 것이에요.(실제로는 DNA 중 아무런 의미도 가지지 않는 부분도 있답니다.) 수많은 책들이 뭉쳐져서 가지런히 꽂혀 있는 곳, 이 곳이 바로 염색체라고 하는 책장이랍니다.

지금까지 유전자와 관련된 다양한 용어들에 대해 살펴보았습니다. 이제 염기, DNA, 유전자, 염색체가 이해가 되시나요? 결론적으로 말하자면, 우리의 유전 정보는 유전자. 유전자는 염기에 의해 쓰여져 있고, 염색체에 보관이 되어 있는 셈이지요. 

그런데, 고작 A, G, C, T 네 가지 물질의 결합으로 이루어진 유전 정보가 어떻게 우리 몸의 손, 발 등의 부위로 표현이 되는 것일까요? '유전자'라고 하는 설계도를 통해 우리 몸이라고하는 건축물이 건축되는 과정!! 다음 시간에 자세히 알아보도록 해요^^

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