게놈 / 매트 리들리

 

 

 

 

 

ㆍ사람의 모든 유전자는 23쌍의 염색체 속에 들어 있다. 그 중 22쌍의 염색체를 크기에 따라 번호를 붙여, 가장 큰 쌍을 1번이라 하고 가장 작은 쌍을 22번으로 하였다. (실제로 가장 작은 것은 21번이다) 그리고 나머지 한 쌍은 성염색체이다. 여성은 2개의 X 염색체를, 남성은 하나의 X 염색체와 하나의 작은 Y 염색체를 가지고 있다. 크기는 X 염색체가 7번과 8번 염색체 중간 정도이고, Y 염색체는 가장 작다.

 

ㆍ나는 23쌍의 염색체를 순서대로 나열하고 각각의 염색체 옆에 인류의 본성과 관련된 주제를 정하였다. 

 

ㆍ사람의 몸은 약 100조 (1,000,000,000,000)개의 세포로 이루어져 있으며 대부분 세포의 지름은 0.1mm 이하이다. 각각의 세포에는 검은색 덩어리인 핵이라는 구조가 있다. 이 핵 안에 완전한 게놈이 두 벌씩 존재한다. 한 벌의 게놈은 어머니로부터, 다른 한 벌은 아버지로부터 유래하였다. 

 

ㆍ게놈은 문자 그대로 책이다. 게놈이라는 책은 '염색체'라고 하는 23개의 장으로 이루어져 있다. 각 장에는 '유전자'라고 하는 수천 개의 이야기가 실려 있다. 모든 이야기는 '엑손exon'이라 하는 여러 단락이 연결되어 만들어졌는데, 단락 사이에는 '인트론intron'이라 하는 광고가 끼어 있다. 각 단락은 '코돈codon'이라고 부르는 단어들로 기록되어 있다. 이 언어들은 '염기base'라는 문자로 쓰여 있다. 

 

ㆍ유전자는 A, C, G, T의 4개의 문자 중 세 개로 이루어진 단어를 사용하여 만들어진다. (아데닌, 시토신, 구아닌, 티민) 단어들은 평평한 종이에 쓰이는 것이 아니라, 당과 인산으로 이루어진 긴 고리에 염기가 가로채처럼 놓여 있는 형태의 DNA 분자위에 쓰인다.

 

ㆍ만약 세포 하나에 있는 모든 염색체의 DNA분자를 길게 이어서 늘어놓으면 약 182.9m가 된다. 

 

ㆍ게놈은 매우 영리한 책이다. 적당한 조건만 주어지면 자신을 복사하거나 읽어낼 수 이다. 복사는 복제replication, 읽는 것은 해독translation이라고 부른다.

 

1) 복제는 4개의 염기 특성이 독특하기 때문에 가능하다. A는 T와 G는 C와 쌍을 이룬다. DNA 단일 가닥은 자신과 상보적인 염기를 가지는 상보적 가닥을 만들어 냄으로써 자신을 복제할 수 있게 된다. (이중나선구조)

 

2) 해독에는 좀 더 복잡한 과정이 필요하다. 주형 DNA에서 하나의 복사판을 만든다. 다만 이 복사판 DNA가 아니라 DNA와 매우 유사한 화합물인 RNA로 만들어진다. DNA와 같이 RNA 역시 염기가 일렬로 배열된 단일 가닥 구조로, 다만 T 대신 U (우라실 Uracil)를 가지고 있다. 이 RNA 복사판을 전령RNA (mRNA)라고 부르며, 이것은 인트론을 잘라 내고 엑손을 서로 잇대어 연결시켜 다시 편집한다. 이렇게 만들어진 mRNA는 RNA를 구성물질로 하는 리보솜이라고 불리는 미세한 기계와 만나게 된다. 이 리보솜이 mRNA를 따라 가면서 3개의 염기 코돈을 특정 문자로 해독하여 준다. 이 문자는 바로 20개의 아미노산이다. 코돈이 특정 아미노선으로 해독되면 이에 해당하는 아미노산은 운반RNA (tRNA, transfer RNA)라고 불리는 특수한 분자에 의해 운반되어 순서대로 연결된다. 이렇게 연결된 아미노산 고리가 접히고 포개져 특정 삼차원 입체 구조가 만들어진다. 이 삼차원 입체 구조가 바로 단백질이다. 

 

ㆍ머리털부터 호르몬까지 체내에 있는 거의 모든 것은 단백질로 구성되어 있거나 단백질에 의해 만들어진다. 각 단백질은 유전자가 해독한 산물이다. 특히 체내의 화학 반응은 효소라는 단백질에 의해 촉매된다. 복제나 해독과 같은 과정에서 일어나는 DNA나 RNA의 복사나 오류 수정, 복합체 형성 등도 단백질의 도움으로 이루어진다. 

 

ㆍ유전자가 복제될 때 간혹 실수가 일어나기도 한다. 문자(염기)가 빠지기도 하고 다른 문자가 삽입되기도 한다. 어떤 때는 문장 또는 단락 전체가 중복되거나 삭제되기도 하며 뒤집어지기도 한다. 이것이 '돌연변이'이다. 대부분의 돌연변이는 해롭지도 이롭지도 않다. 사람은 각 세대마다 몇 백개의 돌연변이를 갖는다. 

 

ㆍ사람의 모든 유전자가 23개의 염색체 내에 있는 것은 아니다. 일부는 미토콘드리아라고 불리는 세포 내 소기관에 존재한다. 

 

ㆍDNA의 모든 부위가 유전자로 사용되는 것은 아니다. 대부분은 반복적이고 무작위적인 염기 서열로서 거의 또는 전혀 전사되지 않는 부위이다. 이들을 junk DNA라고 한다. 

 

 

 

 

 

 

 

1번 염색채 생명

 

ㆍ모든 죽어가는 것은 다른 생명의 비료가 된다. 생명의 모체인 바다 위 물거품처럼, 그들은 일어나고, 부서져 바다로 돌아간다. 

 

ㆍ태초에 말이 있었다. 여기서 말은 유전자라 해석해도 좋다. 그 말은 반복적으로 끊임없이 스스로를 복사하여, 바다를 생명이란 의미가 깃든 곳으로 만들었다. 말은 화학물질을 재배치하는 과정에서 에너지를 끌어내어 생명을 유지하게 만들었다. 그 말은 먼지로 가득찬 이 행성의 표면을 푸르름으로 가득찬 천국으로 변화시켰다. 그리고 사람의 뇌라는 물렁물렁한 놀라운 장치를 만들어 냈으니, 뇌는 말 자체를 발견하고 인식할 수 있었다. 

 

ㆍ생명의 비밀은 사실 끈이다. 

 

ㆍ생명의 정의

1) 자기 복제 능력

2) 질서를 만드는 능력

이러한 생명의 두 가지 특징들을 구성하는 주된 요소는 정보이다. 

 

ㆍ갇힌 세계에서 모든 물질들은 질서에서 무질서로 향하는 경향이 있다. 열역학 제2법칙

 

ㆍ살아 있는 것들은 환경으로부터 질서정연함을 마신다. - 에르빈 슈뢰딩거

 

ㆍ생명은 크게 세 개의 화합물로 이루어져 있다. 모든 생물의 98%는 수소, 탄소, 산소의 3가지 원소로 이루어져 있다. 

 

ㆍ유전은 변화 가능한 저장된 프로그램이며, 대사는 보편적인 기계다. 이 둘 사이를 연결하고 있는 것은 암호이며, 이것은 화학적이고 물리적이며 때로는 물질이 아닌 형태를 가진 압축된 정보이다. 생명의 신비는 자신을 복제할 수 있다는 것이다. 외부의 물질을 이용하여 자기 자신을 복제할 수 있는 것을 살아 있다고 한다.

 

ㆍ어떠한 계에 엔트로피가 적으면 계는 그에 상당한 만큼의 많은 정보를 가지게 된다. 

 

ㆍ어느 하나도 다른 하나 없이는 존재할 수 없다. 

 

ㆍ오늘날 우리가 닭보다는 달걀이 먼저 생긴 것을 아는 것처럼 .(모든 조류의 조상의 파충류이며 이들은 모두 알을 낳았다) 

 

ㆍRNA는 DNA와 단백질을 잇는 화합물이다. 이것은 주로 DNA 속의 정보를 단백질로 해독하는 과정에 쓰인다. 

 

ㆍRNA가 그리스라면 DNA는 로마다.

 

ㆍ인간은 하나의 종에서 유래한 것이 아니라 여러 집단에서 유래하였다.

 

 

 

2번 염색채 종

 

ㆍ사람의 염색체가 24쌍이 아니라는 사실은 매우 놀랄 만한 일이다. 침팬지는 24쌍을 가지고 있으며, 고릴라와 오랑우탄도 마찬가지다. 유인원 중 인간만이 예외적으로 23쌍을 가지고 있다. 현미경으로 드러난 다른 유인원과 우리 인간과의 가장 놀랍고 분명한 차이는, 우리가 한 쌍 적은 염색체를 가지고 있다는 것이다. 그러나 우리가 다른 유인원이 가진 염색체를 가지고 있지 않은 것이 아니라, 그들이 가지고 있는 두 개의 염색체가 하나로 융합되어 있다는 것이 곧 밝혀졌다. 사실 사람에서 두 번째로 큰 2번 염색체는 유인원이 가지고 있는 중간 크기의 두 개의 염색체가 융합되어 만들어진 것이다. 

 

ㆍ일부다처제의 확립을 촉진한 것은 식량을 얻기 위한 노동의 분업이었다. 성간의 독특한 동업관계는 이 지구상 다른 생물종에서는 볼 수 없다. 노동의 분배라는 관습은 또 다른 파생 효과를 낳았다. 노동의 분배는 우리 생물종의 독특한 점으로 우리가 생태적 성공을 거두게 한 열쇠이다. 왜냐하면 그것이 기술의 발전을 가능하게 했기 때문이다. 

 

ㆍ자연선택은 유전자가 그들의 염기 서열을 바꾸는 과정이다. 변화하는 과정에서, 유전자들은 40억 년의 생물학적 계보를 기록으로 남겨 놓았다. 

 

 

 

3번 염색채 역사

 

ㆍ유전자의 주된 목적은 단백질 생성에 관한 정보를 담고 있다. 체내의 거의 모든 화학적, 구조적, 조절적 일을 수행하는 것은 단백질이다. 단백질은 에너지를 생성하고, 감염을 퇴치하며, 음식을 소화하고, 털을 만들며, 산소를 운반하는 등 다양한 일을 한다. 대부분 각각의 단백질은 한 유전자의 유전암호를 해석함으로써 만들어진다. 반대의 경우는 성립하지 않는다.

 

ㆍ유전자는 단백질을 만드는 방법이며, 돌연변이는 잘못된 유전자가 만든 잘못된 단백질 때문에 일어난다. 

 

 

 

4번 염색채 운명

 

ㆍ천식은 아토피의 일종이다. 천식을 앓는 사람들은 대부분 알레르기 체질이다. 

 

ㆍ다형질 유전은 여러 유전자가 복합적으로 작용하여 다양한 형질을 나타내는 효과를 가져오는 유전현상을 일컫는다. 최근 10년간 깨달은 건 정상과 돌연변이를 정의하는 것이 얼마나 어려운가이다.

 

 

 

5번 염색채 환경

 

ㆍ자연은 우리의 지능을 부모, 습득, 언어, 문화, 교육 등으로 스스로 프로그램할 수 있도록 만들었다. 

 

ㆍ유전자는 어쩌면 능력을 결정하는 것이 아니라 성향을 만드는 것인지도 모른다.

 

 

 

6번 염색채 지능

 

 

 

7번 염색채 본능

ㆍ모든 문화에서 남자들이 젊은 여성에 매력을 느끼는 것은 문화가 아니라 본능의 표출이다. 모든 나라에 로맨틱한 사랑과 종교적 믿음이 존재하는 것 또한 전통이기보다 본능에 의한 것임을 암시하고 있다. 

 

ㆍ우리 모두가 가지는 언어 본능은 단순히 사람들간에 분명하고 세련된 정보 교환을 위해 만들어진 복잡한 적응일 뿐이다.

 

 

X와Y염색채 충돌

 

ㆍX와 Y염색체는 성염색체로 알려져 있다. 이들이 항상 몸의 성을 결정하기 때문이다. 사람들은 모두 그의 어머니로부터 X염색체를 받는다. 그러나 아버지에게 Y염색체를 받으면 남성, X를 받으면 여성이 된다. 

 

ㆍ색맹이나, 혈우병 그리고 몇 가지 다른 장애가 남성에게 더 많이 나타난다. 그러한 유전자들이 X염색체 위에 있기 때문이다. 남성은 여분의 X염색체가 없으므로, 이처럼 열성으로 유전하는 문제들 때문에 여성보다 고생을 많이 한다. 어떤 생물학자는 남성의 X염색체에 있는 유전자는 보조 비행사없이 비행하는 것과 같다고 비유하기도 하였다. 

 

ㆍ어떤 사람들은 유전적으로는 남성이지만, 여성으로 성장한다. 

 

ㆍ남성의 X염색체는 어머니에서 온다. 

 

ㆍ성적 경향이 태어난 순서와 연관성이 있다. 형제가 없거나 어리거나 나이 많은 누나가 있는 남성들에 비해 형이 있는 남성들이 동성애자가 될 확률이 높다. 출생 순서와의 연관성은 매우 강하여 형이 한 명씩 늘어날수록 동성애의 경향은 약 1/3만큼 높아진다. 남성의 동성애 성향은 누나의 수는 관계없다. 남자아이를 가졌던 자궁은 동성애 경향을 높여주는 경향이 있다. 

 

ㆍ레즈비언의 경우 태어난 순서에 의한 영향이 없다. 레즈비언은 순서에 상관없이 골고루 분포되어 있다. 

 

 

 

 

 8번 염색채 이기주의

 

ㆍ우리는 생존 기계이다. 유전자라고 알려진 이기적 분자를 보존하도록 맹목적으로 프로그램된 로봇이다. 이것이 나를 여전히 경악하게 하는 진실이다. - 리처드 도킨스 <이기적 유전자>

 

ㆍ쓰레기 DNA는 모든 염색체에서 발견된다. 또, 아이러니컬하게 쓰레기 DNA는 인간 사회에서 처음으로 이용된 첫 사람의 게놈 조각이다. 이것은 DNA 지문으로 사용된다. 

 

ㆍ유전자는 단백질을 만드는 제조법이다. 

 

ㆍ우리는 이기적 DNA를 억제하는 일반적인 메커니즘을 가지고 있는 듯하다. 이 억제 메커니즘은 시토신 메틸레이션이라고 불린다. 시토신은 유전자 암호 문자 C의 화학명이다. 이것이 메틸레이팅되면 전사자에 의해 전사되는 것을 막는다. 

 

ㆍ침팬지의 몸집은 고릴라보다 4배나 작지만 침팬지의 고환은 고릴라보다 4배나 크다. 수컷 고릴라는 한 마리의 암컷을 소유하므로 경쟁자가 없다. 그러나 수컷 침팬지는 암컷을 공유한다. 즉 자신의 자손을 퍼트리는 확률을 높이기 위해 많은 수의 정자가 필요하고 수시로 교배가 가능해야 한다. 이것이 수컷 새가 결혼 후에도 그렇게 열심히 노래부르는 이유일 것이다. 이들은 기회를 찾고 있는 것이다. 

 

 

 

 

9번 염색채 질병

 

ㆍ절망적인 질병에는 위험한 치료가 따른다. 

 

ㆍ9번 염색체에는 매우 잘 알려진 유전자가 있다. ABO식 혈액형을 결정하는 유전자다. 

 

ㆍA형 사람은 A형과 AB형에게 수혈할 수 있고,

ㆍB형 사람은 B형과 AB형에게 수혈할 수 있다.

ㆍAB형 사람은 AB에게만 수혈할 수 있고,

ㆍO형은 모든 사람에게 모두 수혈이 가능하다.

 

ㆍA와 B는 동일한 유전자의 '우성공존 co-dominant' 형태이고, O는 '열성' 형태이다. 

 

ㆍA형과 B형의 차이는 1,062개의 문자 중에서 7개의 문자가 다르다.

ㆍO형은 A형과 문자 하나밖에 차이나지 않는다. 

 

ㆍ우리가 이 세대에서 판독하는 게놈은 끊임없이 변화하는 문서의 하나의 스냅 사진일 뿐이다. 결정판은 없다. 

 

 

 

10번 염색채 스트레스

 

ㆍ사람의 유전자를 켜고 끄는 것은 의식적이든 무의식적이든 외부적 활동의 영향을 받는다. 

 

ㆍ코르티솔과 스트레스는 거의 동의어다.

 

ㆍ우리 게놈에 있는 유전자는 대분분 다른 유전자의 발현을 조절하는 것이 주된 기능이다. 

 

 

 

11번 염색채 개성

 

ㆍ사람의 성격은 그 자신의 운명이다.  - 헤라클레이토스

 

 

12번 염색채 자가조립

 

ㆍ달걀에는 자연의 법칙에 따른 마지막 모습이 담겨 있다. 달걀은 잠재적인 닭이다. 

 

ㆍ문화적 변화가 진화와 생물학적 변화를 가져온 것이다. 

 

ㆍ의식적이고 의지에 찬 행동은 특정 생물종 특히 우리 인간의 진화적 변화를 가져올 수 있다. 

 

 

 

13번 염색채 유사 이전

 

ㆍ염색체 끝부분에 지겹도록 반복된 것을 텔로미어라고 한다. 이것이 있어서 DNA의 복제기구는 중요한 의미는 있는 부분을 빼놓지 않고 복제할 수 있게 된다. 마치 구두끈의 끝부분에 있는 플라스틱 조각처럼 염색체의 끝부분이 마모 되는 것을 막을 수 있다. 염색체가 복제될 때마다 텔로미어가 약간씩 줄어든다. 수백 번의 복제 후에는 염색체의 양끝이 아주 짧아져서 중요한 부분이 없어질 위험에 처하게 된다. 당신 몸 속에서 텔로미어는 1년에 약 31개의 단어씩 짧아진다. 그것 자체만으로도 세포가 노화되고 어느 나이 이상에서는 번식하지 못하는 이유가 된다. 어쩌면 이 때문에 몸도 늙는지 모른다. 

 

 

 

14번 염색채 영생불명

 

ㆍ모든 여자는 그들의 어머니처럼 된다. 그것이 바로 그들의 비극이다. 남자는 그렇지 못하다. 그게 그들의 비극이다. - 오스카 와일드

 

 

15번 염색채 성

 

ㆍ인간의 게놈은 한 권의 책과 같다. 숙련된 전문가라면 각인과 같이 이례적인 것을 적절히 고려하면서 처음부터 끝까지 주의 깊게 읽음으로써 완벽한 인간의 몸을 만들 수 있을 것이다. 

 

ㆍ인간은 놀랄 정도로 유전자에 의해 결정된다고 하지만, 우리가 후천적으로 생에서 배운 것들에 의해 더 큰 영향을 받는다. 게놈은 자연선택에 의해 세계에서 유용한 정보를 뽑아내고 그 정보를 자신의 디자인에 구현할 수 있는 정보 처리 컴퓨터다. 정보 처리를 진화로 대처하기에는 너무나 느리다. 각가의 변화에 수세대가 걸린다. 따라서 게놈이 수초 또는 수분 안에 세상에서 정보를 뽑아 행동을 통해, 그 정보를 구현할 수 있는 뇌라는 훨씬 더 빠른 기계를 발명하는 것이 유용하다는 것을 안 것은 전혀 놀라운 일이 아니다. 당신의 게놈은 당신에게 당신의 손이 지금 뜨겁다는 것을 말해 주는 신경망을 제공하여, 당신 손을 뜨거운 난로로부터 치우게 하는 행동을 하게 한다. 

 

ㆍ학습은 신경학과 심리학의 영역에 속한다. 그것은 본능의 반대 개념으로 본능이 유전적으로 이미 결정된 행동을 말한다면 학습은 경험에 의해 변형되고 수정되는 행동이다. 

 

ㆍ의식의 주기능은 어린이에게 유전에 의해 자연적으로 배우지 못하는 것을 배우게 하는 것이다. 

 

ㆍ뇌는 유전자에 의해 창조된 것이다. 그것은 본래의 디자인만큼만 좋을 수밖에 없다. 뇌가 경험에 의하여 변형되도록  디자인된 기계라는 그 사실 자체가 유전자에 씌여있다. 어떻게? 라는 수수께끼는 현대 생물학이 해결해야 할 커다란 도전 과제이다. 

 

ㆍ게놈은 언제 나서야 할지를 알고 있다.

 

 

 

16번 염색채 기억

 

ㆍ만일 학습이 뇌세포 사이에 새로운 연결을 만드는 것이라면, 그것은 또한 오래 된 연결을 끊어버리는 것이기도 하다. 

 

17번 염색채 죽음

 

ㆍ자연선택은 일단 한 가지 문제를 해결하는 방법을 선택하면, 종종 그 방법을 다른 문제를 해결하는 데도 사용한다. 

 

 

18번 염색채 치료

 

ㆍ이ㆍ새로 만들어진 유전자를 가진 인간 - 가능할까? 가능하다면 윤리적으로 옳은 일일까

 

ㆍ유전적으로 변형된 작물에 대한 반대론자들은 환경에 대한 애정이라기보다는 새로운 기술에 대한 혐오가 주된 동기이다. 이들은 대부분 안전을 위한 수만 번의 시험을 거쳤다는 것과 그 결과 뜻밖의 나쁜 일이 생기지 않았다는 사실을 무시하기로 작정한 것 같다. 

 

ㆍ유전공학자는 상동적 복제로 유전자를 교정할 수 있을 뿐만 아니라 반대로 곧 작동하는 유전자 자리에 잘못된 유전자를 삽입하여 고의로 망가뜨릴 수도 있다. 

 

 

 

19번 염색채 예방

 

ㆍ모든 의학 기술의 향상은 우리를 도덕적 딜레마에 빠지게 한다. 

 

ㆍ이 혁명이 얼마나 빨리 일어나고 있는지 99%의 사람들은 눈치조차 채지 못하고 있다. - 아파메트릭스 대표

 

ㆍ'모든 병은 유전적이다.' - 폴 버그

 

 

20번 염색채 정치학

 

ㆍ과학 발전의 원동력은 무지함이다. 과학은 우리 주변의 무지라는 숲에서 장작을 공급받아야만 하는 화로와 같다. 그 과정에서 우리가 지식이라고 부르는 공터는 더 넓어지지만, 그와 더불어 경계선이 더 늘어날수록 우리의 무지함은 더 많이 드러나게 된다. 진정한 과학자는 지식에 대해 지겨움을 느끼며 그 전의 발견으로 드러난 무지에 대한 공략을 새로운 동기로 삼는다. 공터보다는 숲이 더 흥미롭게 마련이다. 

 

ㆍ잡종일 때가 순종일 때보다 안전하다. 

 

ㆍ개인적이며 가족적인 비극이자 인종적, 경제적 재앙이 작은 분자가 잘못된 구조를 형성하는 것에서 비롯되었다.

 

 

 

21번 염색채 우생학

 

ㆍ21번 염색체는 가장 작은 인간의 염색체이다. 

 

ㆍ다운증후군을 가진 아이들은 보통 나이가 든 어머니에서 태어난다. 다운증후군을 가진 아이를 낳을 확률은 산모의 나이가 많을수록 기하급수적으로 높아진다. 

 

 

 

22번 염색채 자유의지

ㆍ우리의 행동은 이미 결정되어 있거나 아니면 우연적 사건의 결과로 나타나는데 둘 다 모두 우리의 책임은 아니다. (흄의 포크)

 

ㆍ자유의지는 어디에서 오는 것일까? 이것이 자유의지가 아닐테니까. 많은 이들은 그것이 사회와 문화 그리고 교육에서 온다

 

ㆍ카오스 이론 VS 라플라스 

 

ㆍ자유는 다른 사람의 것이 아닌 당신 자신의 결정론을 표현하는 것이다. 그 차이는 결정론에 있는 것이 아니라 누가 소유하는가에 달려 있다. 만일 우리가 원하는 것이 자유라면 다른 사람이 아닌 우리 자신으로부터 기원한 힘에 의해 결정되는 것이 더 낫다.