수정(유전자)
Modifications (genetics)
수정은 유기체의 환경의 차이 때문에 생기는 동일한 종에서 유기체의 DNA 사이의 변화나 차이점이다. 이것은 유기체의 게놈의 변화인 돌연변이와 대조적이다. 유기체의 특성(피노타입)에 영향을 줄 수 있는 환경적 차이에는 기질, 빛, 따뜻함, 스트레스, 운동 등이 포함된다. 수정은 일반적으로 상속할 수 없지만 일부 경우에는 후생유전적 수정을 상속할 수 있다. 두 경우 모두 1차 DNA 염기서열(유전자형)에는 변화가 없고, 오히려 변형된 표현형의 원인이 되는 유전자 발현에 영향을 미친다.[2]
수정 가능성
이상적인 유전에서 부모의 유전자는 변하지 않고 자손에게 전해진다. 그렇기 때문에 동일한 유전자형을 가진 유기체는 모든 특징에서 동일해야 한다. 그러나 이는 그렇지 않다. 환경 조건 때문에 그들은 변이할 수 있고, 유기체들이 서로에게서 일정 지점까지 변이될 수 있다. 수정에는 연속 수정과 전환 수정의 두 가지 유형이 있다.
변형가능성을 설명하기 위해 당신은 우리의 재배된 식물들을 살펴볼 수 있다. 이러한 식물의 수확은 씨앗의 질뿐만 아니라 토양 상태, 토양의 영양분 함량, 수정, 습도와 온도, 그리고 다른 식물의 간섭과 같은 환경적 요인에 크게 좌우된다.
유전자 공학은 생물체의 게놈을 바꾸기 위해 생명공학을 이용하는 의도적인 유전자 변형이다.[3] 이러한 유형의 수정은 DNA 염기서열을 기존 유전 코드에 삽입하거나 삭제하는 것을 수반할 수 있다.[4]
방법들
유전자변형은 앞서 언급한 유기체의 게놈에서 발생할 수 있는 돌연변이를 통해, 또는 조작할 관심 유전자를 선택하는 생물공학적인 방법을 통해 자연적으로 발생할 수 있다. 생명공학 방법론에서 첫 번째 단계는 관심의 특성을 식별하는 것이다. 다음 단계는 그 특성이 있든 없든 동일한 종에 속하는 유기체의 게놈을 비교하여 관심의 특정 성질의 순서를 분리하는 것이다. 세 번째 단계는 이 염기서열과 다양한 효소를 활용하여 성질의 유전자를 플라스미드 벡터에 삽입한 다음 박테리아에 삽입하여 선호하는 유전자를 전파하는 것이다. 다음의 단계는 주로 연구자들이 그 특성이 성공적으로 전달되었는지, 그리고 새로운 수정으로 인해 그 유기체에 해로운 점이 발생하지 않았는지 확인하기 위해 그 유기체를 시험하는 것으로 구성된다. [5] 크리스퍼(CRISPR) 방법은 앞에서 언급한 게놈 편집 과정의 구체적인 변형이며, 오늘날 가장 많이 받아들여지고 있는 방법이다.
예
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민들레의 예에서: 대부분은 긴 줄기를 가지고 있지만, 일부는 잔디 깎는 기계에 의해 잘리는 것을 피하기 위해 줄기 길이를 훨씬 더 짧게 유전적으로 수정함으로써 환경에 적응했다. 짧은 줄기의 민들레는 긴 줄기의 민들레를 지나 사는 유전적인 힘을 가지고 있었기 때문에, 한 집단의 유전적 빈도가 변형될 수 있고, 따라서 유전적으로 변형될 수 있다.[6]
실험실의 합성 사례에서 과학자들은 인간에게 알츠하이머를 유발한 유전자인 아밀로이드 전구단백질(APP) 유전자를 분리해 벌레의 신경세포로 전염시켰다. 이를 통해 과학자들은 APP 단백질을 태그하여 벌레 속의 알츠하이머 병의 진행을 연구함으로써 과학자들이 그것을 노화된 벌레로 시각화할 수 있도록 하는 것을 목표로 삼았다; 궁극적인 목표는 APP 유전자에 대한 그들의 새로운 이해와 알츠하이머 질병에서의 역할을 인간 연구에 적용하는 것이었다.[4][7]
인간이 의학적 필요에 따라 주입하는 인슐린은[8] 유전자변형세균의 첫 의학적 사용이며, 합성유전자변형의 산물의 한 예다.[9] 다음 단계를 통해, 과학자들은 전 세계적으로 수백만 명의 사람들이 의존하는 의료 제품을 유전적으로 조작할 수 있다.
- 작은 DNA 조각은 플라스미드라고 불리는 박테리아나 효모 DNA의 원형 형태에서 추출된다. 과학자들은 특정한 제한 효소를 사용하여 이 DNA를 추출할 것이다.
- 그리고 나서, 한 과학자가 추출된 DNA가 남긴 틈새에 인슐린에 대한 인간 유전자를 삽입할 것이다. 이 플라스미드는 현재 유전적으로 조작된 물질로 간주된다.
- 그리고 나서, 유전적으로 변형된 실체는 새로운 박테리아나 효모세포에 다시 소개된다.
- 그리고 나서 이 세포는 체세포 분열과 급속하게 분열되어 인간의 필요에 적합한 인슐린을 만들어 낼 것이다.
- 과학자들은 유전적으로 조작된 박테리아나 효모를 필요한 영양분을 모두 함유한 대형 발효용기에 배양해 다량의 인슐린을 배양할 수 있도록 한다.
- 발효가 완료되면 혼합물을 여과하여 최종 인슐린을 만든다.
- 그런 다음 인슐린은 정제되어 병과 인슐린 펜으로 포장되어 당뇨병 환자에게 분배된다.[4]
윤리학
유전자 편집에 관한 윤리적 고려는 사회에서 크게 논란이 되고 있다. 게놈 편집 생물을 일상생활에 활용할 것인지 아닌지에 대해서는 과학계가 대체로 조심성 측면에서 옹호하고 있다. 앞서 말한 것처럼 유전자변형은 유기체에 삽입된 후 통제된 조건 하에서 연구자들에 의해 연구되는데, 이는 특정 유전자변형 및 특정 유기체 반응의 영향에 대한 과학적 이해를 높일 수 있게 하고, 이후 더 일반화된 연구를 위해 더욱 일반화된 연구로 번역될 수 있다.지각이 있는 과학자들과 정책 입안자들은 대중의 심의가 세균선 게놈 편집의 합법성을 결정해야 한다는 데 동의하고 있다.[10]
유전자 변형이라는 윤리적 문제가 크게 논의되고 있으며, 양쪽 모두 합법적이라고 볼 수 있는 주장이 많다. 유전자 변형에 대해 받아들여진 윤리에 대한 주요한 논쟁은 유전적 변형이 인간과 우리의 환경이 견뎌내기에 안전한지 여부를 포함한다. 어떤 개인은 유전자변형생물이 통제된 실험실 조건에서 시험되고 안전이 보장되면 모든 목적을 위해 안전할 것이라고 추론하는 반면, 다른 개인은 유전자변형생물이 부자연스러우면 자동적으로 우리 사회에 피해를 주거나 불확실한 화분을 가지고 있다고 느낀다.해를 끼치려고 [10]애쓰다
참조
- ^ "Genetic engineering", Wikipedia, 2019-09-18, retrieved 2019-10-24
- ^ Allison, Lizabeth A. (2012). Fundamental Molecular Biology. United States of America: John Wiley & Sons, Inc. pp. 354–355. ISBN 9781118059814.
- ^ "Genetic engineering", Wikipedia, 2019-09-18, retrieved 2019-09-19
- ^ a b c "What is genetic engineering?". yourgenome. Retrieved 2019-09-19.
- ^ "How to Make a GMO". Science in the News. 2015-08-09. Retrieved 2019-11-14.
- ^ Entine, Jon. "GMOs, Yes!". Common Reader. Retrieved 2019-10-24.
{{cite web}}: CS1 maint : url-status (링크) - ^ "Amyloid precursor protein", Wikipedia, 2019-09-22, retrieved 2019-10-24
- ^ "Insulin", Wikipedia, 2019-10-10, retrieved 2019-10-24
- ^ "Genetically modified bacteria", Wikipedia, 2019-10-05, retrieved 2019-10-24
- ^ a b "What are the Ethical Concerns of Genome Editing?". Genome.gov. Retrieved 2019-11-14.
