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게놈 지도

대한민국 교육부 2015. 7. 29. 11:29


게놈 지도 



■ 게놈 지도

게놈(Genome)은 생물이 담고 있는 유전자의 전체 염기 서열을 말하며, DNA로 암호화 되어 있는 유전자의 총량을 뜻합니다. 과학자들은 이러한 게놈을 분석하기 시작했는데 특정 생물의 게놈 배열 상태를 나타낸 것이 바로 게놈 지도입니다. 우리들이 일상생활에서 지도를 보고 장소를 찾아 가듯이, 염색체의 어느 위치에 어떤 유전자가 있는지 나타낸 것이지요. 유전자의 염기 서열을 나타낸 것이기 때문에 유전자 지도라고도 합니다. 유전자 지도를 구성할 때는 게놈이 가진 염기 서열의 길이가 워낙 길기 때문에 DNA를 자른 후 구간마다 각각의 서열을 확인합니다. 이후 확인된 서열을 다시 하나로 합쳐서 전체 유전자 지도를 완성합니다. 가장 먼저 유전자 지도가 만들어진 생물은 맥주를 만들 때 쓰이는 '효모'이고, 현재는 인간과 호랑이의 유전자 지도도 완성되었습니다.


▲여러 동물의 게놈 지도(출처: 에듀넷)



■ 인간 게놈 프로젝트(Human Genome Project)

DNA가 유전 정보를 암호화하고 있음이 밝혀지자 미국과 영국을 중심으로 인간의 염기 서열을 파악하기 위한 연구를 시작 하였습니다. 32억 개에 달하는 인간이 가진 모든 유전자의 염기 서열을 조사하기 위한 이 연구는 1990년부터 시작하여 15년이 걸릴 것이라고 예상했지만 생명 공학 기술의 발달로 13년 만인 2003년 완료되었습니다. 인간의 유전자 수가 워낙 광대하기 때문에 세계 각국의 유전자 센터와 대학 등에서 나누어 실시되었으며, 인간 유전자의 99% 서열을 99.99%의 정확도로 완성하였습니다. 그리고 지금도 꾸준히 보완되고 있습니다.


▲인간 게놈 지도 중 일부(다운 증후군의 염색체 전좌)(출처: 에듀넷)


인간 게놈 프로젝트는 단지 염기 서열만을 알아보는 것이 아니라 염기 서열의 의미를 발견하는 것입니다. 처음 과학자들은 인간이 생각하고 말을 할 수 있는 복잡한 생물이기 때문에 가진 유전자의 수가 약 10만 개라고 생각하였습니다. 하지만 연구가 끝나고 난 후 의미가 있는 유전자의 수가 약 2만 개 ~ 2만 5천 개 정도에 불과하다는 것을 알게 되었습니다. 다른 단순한 동물들의 유전자의 수와 크게 다르지 않으며, 심지어 식물이 가진 유전자보다 그 수가 적다는 것이 확인된 후 한동안 과학계에서는 큰 패닉에 빠졌습니다.

 

인간 게놈 프로젝트가 완성되면 유전자와 관련된 질병을 해소하는 데 큰 도움이 될 것이라 기대되었습니다. 어떤 염기 서열이 유전병을 일으키는지 알아 낼 수 있다면 유전병을 해결하기 위한 방안까지 쉽게 접근할 수 있을 것입니다. 그렇기 때문에 의학뿐만 아니라 약학 등 과학 전반에 큰 발전을 가져올 것이라는 기대감이 있었습니다. 또한 인간이 어디서부터 진화되었는지 유사한 염기 서열을 갖는 다른 생물들과 비교해서 인간의 기원을 밝혀 낼 수 있을 것이라고 생각했습니다. 게놈을 분석한 결과 침팬지와 사람의 유전자가 99% 일치함에 따라 침팬지 기원설에도 확신을 얻게 되었지요.

 

하지만 염기 서열이 모두 밝혀지는 것이 장점만 있는 것은 아닙니다. 태아의 염기 서열에서 유전병 요인이 발견될 경우 아이를 포기하는 일이 생길 수 있고, 염기 서열로 사람의 우열을 가리게 될 가능성도 있습니다. 그리고 염기 서열을 토대로 인간 복제가 가능해진다면 생명 경시 풍조가 나타나는 것도 배재할 수 없지요. 영화 '아일랜드'나 '가타카'에서는 이러한 문제점들을 그리기도 하였습니다.



[자료출처: 에듀넷]










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