DNA 암호 해독의 역사

Dr James Dewey Watson,Dr Francis Harry Compton Crick

DNA에 대해 배운 적이 있는 사람 중 왓슨과 크릭, 이 두 사람을 모르는 사람은 없을 것입니다.
이 두 사람에 의해 DNA의 4종류의 염기 배열 방법이 생물의 특징을 나타내는 암호라는 것을 알 수 있었습니다.
4종류의 염기 배열이 구체적으로 무엇을 의미하는지 빵곰팡이라는 곰팡이의 돌연변이 연구에 의해 밝혀졌습니다.
DNA의 배열이 바뀌면 단백질도 변화하는 것을 발견한 것입니다.

즉, DNA의 염기 서열은 단백질 분자의 구조를 나타내고 있다고 말할 수 있습니다.
단백질은 아미노산이라는 비교적 간단한 물질이 연결되어 생기는 큰 분자입니다. 이는 DNA의 염기 서열은 아미노산 배열을 나타내고 있다는 것입니다.
한 생물이 단백질을 합성하는 데 이용하는 아미노산은 20종류 정도가 있습니다.
그러면, 4종류의 염기로 어떻게 20종류의 아미노산 배열을 보여줄 수 있을까요?

Dr Marshall Warren Nirenberg Nobel Prize winner for Medecine 14th November 1968

1961년 니렌버그라는 학자가 세포에서 꺼낸 각종 물질을 시험관 내에서 혼합 단백질을 합성하는데 성공했습니다.
그는 먼저 핵산의 일종인 RNA를 인공적으로 합성했습니다.
RNA는 DNA 염기 서열을 복제하여 단백질 합성의 기초가 되는 물질입니다.
염기 T 대신 다른 염기 U가 사용되고 있는 점이 RNA와 DNA와의 차이점인데, RNA는 바이러스 등의 DNA의 역할을 할 수 있는 물질입니다.

니렌버그는 염기 U만이 연속된 인공 RNA를 합성하고 거기에서 단백질을 합성했습니다.
그러자 페닐알라닌이라는 아미노산 한 종류만 연결한 단백질이 생겼습니다.
이 발견을 토대로 UUU는 3염기의 배열이 페닐알라닌을 지정하는 암호인 것으로 판명되었습니다.

Dr Severo Ochoa

그리고 오초아라는 학자와 니렌버그는 이러한 암호 해독 경쟁을 시작합니다. 여러 종류의 염소를 혼합한 새로운 RNA를 사용할 때마다 다른 아미노산을 포함한 단백질이 합성되었습니다. 그때마다 유전자의 암호가 하나하나가 해독되어 갔습니다. 그리고 1965년에는 64종류(염기 4종류의 3개의 염기 배열 방법은 4 x 4 x 4 = 64개)의 암호는 모두 해독되었습니다.

현재는 인간의 모든 DNA 염기 서열이 밝혀지면서 DNA에서 만들어 내는 단백질의 암호까지 모두 해독되고 있습니다.
그리고 DNA는 개인의 특징이나 혈연관계, 질환의 위험 평가와 외형적 특징 등을 조사하는 도구로 사용되고 있습니다.

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