[재배학 해설] 위대한 한 걸음, 인간 게놈프로젝트(human genome project)-2. DNA 염기서열 알아내기

DNA가 형질을 결정한다.

한 줄의 체인으로 연결되어 있는 DNA의 염기서열(DNA sequence)은 단백질의 유전정보입니다. DNA에 쓰여있는 정보가 중심원리에 따라 RNA를 거쳐 단백질이 만들어지고, 그 단백질이 기능함에 따라 형질이 나타나게 됩니다. 단백질을 암호화하고 있는 DNA 부분에서 3개의 연속된 염기 조합을 triplet이라 합니다. triple letter를 줄였다고 생각하면 기억하기 쉽습니다.

그림에서는 mRNA부터 나와있지만 이 메신저 RNA는 DNA의 복사본이므로 결국 DNA 염기서열의 순서를 밝히는 것이 유전자의 비밀을 밝히는 첫걸음인 것입니다.

게놈연구사업

재배학 책에서는 게놈연구사업(genome project)라고 표현하고 있습니다만 주로 게놈프로젝트라고 불립니다.

인간 지놈 게놈 프로젝트(Human Genome Project, HGP)는 2003년까지 인간 게놈에 있는 약 30억개의 뉴클레오타이드 염기쌍의 서열을 밝히는 것을 목적으로 한 프로젝트이다. 이 프로젝트는 미국, 영국, 일본, 독일, 프랑스, 그리고 중국 6개국의 공동 노력과 셀레라 ~~게노믹스~~ 지노믹스(Celera Genomics)라는 민간 법인의 후원을 받아 이루어지게 되었다. 이 프로젝트의 첫 단계는 효모와 선충류 등을 포함한 다른 종의 게놈 서열을 밝히는 것으로서 이미 완성되어 있었고, 이것에서 더욱 복잡한 인간 게놈을 이해하기 위한 프로젝트가 된 것이다. 인간 게놈 프로젝트의 결과는 의학과 과학 분야에 많은 충격을 주었고, 이 결과로 많은 질병의 원인이 되는 유전자의 염색체 상에서의 위치를 이해할 수 있게 되었다. (중략) 이 프로젝트는 공식적으로 1990년에 시작되어 2003년에 완료되었다고 선언되었다. 특정 개체의 "게놈"은 고유하다. "인간 게놈"을 매핑하는 것은 적은 수의 개체를 시퀀싱 한 다음 이들을 조합하여, 각 염색체에 대한 완전한 시퀀스를 얻는 것이 었다. 완성 된 인간 게놈은 모자이크이므로, 어떤 개인도 대표하지 않는다. 출처: 위키백과

위키백과를 인용하였습니다. 최대한 줄이려고 했는데 뺄 것이 별로 없습니다. genome을 영어로는 '지놈'이라 하고 독일에서는 '게놈' 이라 하는데, '게놈'으로 통용되므로 수정하였습니다. 또한, 셀레라 지노믹스는 미국 회사이므로 게노믹스보다는 지노믹스라 읽는 것이 자연스러울 것 같습니다.

DNA 염기서열 알아내기

처음에는 효모나 선충 같은 생물의 염기서열의 길이가 짧은 것부터 시작했습니다. 염기서열을 알아내는 기계를 DNA 시퀀서(sequencer)라고 합니다.

출처: 위키백과
레이저를 쏴서 형광반응을 보고 순서를 알아냅니다. 사실 자세한 원리는 알 필요가 없는게, 요즘은 기계가 알아서 해줍니다.

출처: 위키백과
DNA Sequencer입니다. 비싸고 감가상각이 빠르다는게 문제입니다만..

DNA 조각 이어붙이기

기술의 종류는 여러가지입니다만, 그냥 게놈을 여러개로 복사한 다음, 한 번에 분석하기엔 너무 기니까 적당한 길이로 자릅니다. 그리고 시퀀서로 분석하여, 겹치는 부분으로 찾아서 이어붙이면 됩니다. 물런 컴퓨터의 도움이 필요합니다.

누구의 게놈을 사용했을까?

저는 이 부분이 제일 궁금했습니다. 사람마다 유전자가 다를텐데 특정인의 DNA라면 저와는 상관없을 것 같았기 때문입니다. 하지만, 위키백과의 설명을 보면 여러 사람의 게놈을 모자이크처럼 이용해서 그 누구도 대표하지 않는다고 합니다. 사람은 모두 다르게 생겼는데 잘 이해가 되지 않습니다. 다음 시간에 알아보겠습니다.

향문사 재배학을 해설하고 있습니다. 80P에 해당하는 내용입니다.