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세포 안에도 지문이 있을까? - DNA지문분석 목록

조회 : 14361 | 2006-10-26

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[연합뉴스 2006년 01월 10일] ...... 1번 줄기세포의 DNA지문은 논문에 보고된 지문과 전혀 달랐고, 공여자라고 알려준 A씨의 혈액에서 얻은 DNA의 지문은 논문과는 일치하나, 1번 줄기세포와는 달랐다.......





철수> 형, 형, 형! 신문에서 말하는 줄기세포와 DNA 지문분석하고 무슨 상관이야? 형> 음..DNA 지문 분석 결과가 다르니까 줄기세포가 아닌 게 확실해. 철수> 엉? DNA 지문 분석이 도대체 뭐길래, 그렇게 강력한 증거가 되는 거야? 형> 모든 사람은 자기 자신에 대한 고유한 생물학적 정보를 가지고 있어. 키, 체형, 질병, 심리적인 성격 같은 정보들이 세포 속에 있는 DNA라는 물질에 저장되어서 전달되는데, 쌍둥이와 복제된 동물 외에는 모든 사람의 DNA가 달라. 그러니까 마치 손가락의 지문처럼 DNA를 분석하면, 같은 사람인지 아닌지 알 수 있는 거지. 또, 아빠의 DNA와 엄마의 DNA가 전달되어서 철수라는 사람의 DNA가 만들어진 거지. ^^





철수> 그렇구나. 그런데 형. 사실 난 DNA가 뭔지도 잘 모르겠어. 조금 자세히 알려줘. 형> ㅋㅋ. 철수가 호기심이 많구나. 조금 어렵기는 하지만 이해할 수 있는데 까지만 이해해봐. DNA는 네 가지 모양의 사탕이 줄줄이 연결된 사탕 사슬이라고 생각하면 돼. 그 사탕 하나를 뉴클레오티드라고 부르고, 사탕의 모양에 따라 아데닌(A), 티민(T), 구아민(G), 시토신(C) 네 가지로 나누지. 사탕의 종류는 네 개뿐이지만, 사탕의 순서를 바꾸어가면서 긴 사슬을 만든다면, 다양한 종류의 사탕 사슬을 만들 수 있지. 이 사탕의 순서가 바로 우리의 생물학적 정보가 되는 거지. 우리 몸에 있는 사탕 사슬은 약 30억 개의 사탕으로 이루어져 있기 때문에, 똑같은 사탕 사슬이 만들어지는 건 불가능하지.





철수> 아~. ^^ 사탕의 종류는 네 개뿐이지만 사탕 사슬이 엄청 길어서, 아주 많은 종류의 사탕 사슬이 생기니까 사람마다 모두 다른 종류의 사슬을 가지게 되는 거지? 형> 와! 철수 똑똑한데. 이렇게 어려운 걸 다 이해하고. ^^ 그럼 조금 더 어려운 걸로 알려줄게. 그런데 말이야, 이 사탕 사슬은 한 줄로 존재하지 않아. 두 개의 사탕 사슬이 꽈배기처럼 비비 꼬인 모양으로 존재하지. 두 가닥의 사탕 사슬이 비비 꼬이는데, 하나의 간단한 규칙이 있어. A 사탕은 T 사탕과, G 사탕은 C 사탕과 꼬여야 해. 예를 들어서, AGCTGT라는 사탕사슬이 있으면, 이 사슬과 꼬이는 반대 사슬은 TCGACA인거지. 이 반대사슬을 상보적인 사슬이라고 부른단다. 그리고 두 가닥이 꼬인 모양을 흔히 이중나선형이라고 불러. 별로 특별할 것 없어 보이는 규칙이지만, 이 규칙은 생물체에게 아주 중요한 규칙이야.

 

 

 


DNA이중나선구조



철수> 그럼, DNA는 두 개의 상보적인 사슬이 꼬여있는 거구나. 그런데, 간단해 보이는 이 규칙이 뭐가 중요하다는 거야? 형> 철수를 비롯한 모든 생물의 몸속에서 세포 분열이 일어나고 있어. 오래된 세포는 죽고 새로운 세포가 태어나는 과정이지. 이때, 철수가 가지고 있는 DNA정보가 새로 태어나는 철수의 세포에도 그대로 전달되어야겠지?





철수> 당연하지! 만약 새로운 세포에 나의 DNA가 그대로 전달되지 못하면, 그 세포는 더 이상 내 것이 아니잖아! 형> 그렇지! ^^ 철수의 DNA가 상보적인 쌍을 가지고 있기 때문에, DNA를 있는 그대로 전달할 수 있는 거야. 철수의 DNA가 AGCTGT가닥과 상보적인 TCGACA으로 이루어져 있다고 하자. DNA 중합효소(polymerase)라고 부르는 DNA를 복제하는 단백질은 철수가 원래 가지고 있던 AGCTGT에 상보적인 새로운 TCGACA 가닥을 만들고, 원래 가지고 있던 TCGACA에 상보적인 새로운 AGCTGT 가닥을 만들지.






DNA 이중나선구조



철수> 우와! 그렇게 하면, 정말 똑같은 두 개의 DNA 이중나선가닥이 생기겠구나. 이제, DNA 대해서는 많이 알았으니까, 빨리 DNA 지문 분석에 대해서 설명해줘. 난 궁금해 죽겠어. 형> 워~워~. 천천히. DNA에 대해서 알면, DNA 지문 분석을 이해하는 건 아주 쉬워. 사실 사람은 DNA를 눈으로 볼 수 없지. 눈으로 볼 수도 없는 DNA를 가지고, 그 DNA가 누구 것인지 밝히는 건 말이 안 되겠지? 이 DNA를 눈으로 보려면 어떻게 해야 할까?





철수> 글쎄. 워낙 작으니까 크게 만들면 되지 않을까? 하긴, 풍선도 아니고 크게 만들 수는 없을 것 같은데...... 그럼 DNA가 많이 모여 있으면 보이지 않을까? 먼지 같은 건 눈에 잘 안 보이지만, 뭉치면 먼지덩어리를 볼 수 있잖아. 형> 와! 대단한데. 바로 그거야. 분자를 더 크게 할 수는 없지만, DNA를 많이 모으면 눈으로 확인할 수 있지. 우리 몸에서 DNA를 복제하는 것처럼, 시험관에 DNA와 DNA 중합효소를 넣고 복제하는 거야. 그럼 처음 DNA와 똑같이 생긴 DNA가 많이 생기겠지. 복제를 한번 할 때마다 DNA의 양이 두 배로 늘어나겠지? 처음에는 한 개, 그 다음은 두 개, 그 다음은 네 개 그렇게 열 번을 하면 512개...... 이런 식으로 하면 DNA의 양이 엄청나게 늘어나서 눈으로 볼 수 있게 되는 거지.



철수> 하지만 양이 많아졌다고 해서 그 DNA가 내 것인지 아닌지 어떻게 알아? 이름이 적혀 있는 것도 아니잖아. 형> 녀석, 급하기는. 이제 이야기 해줄게. 우선, 검사하려는 DNA에 제한효소를 넣어. 제한효소는 DNA 사슬의 특별한 순서를 자르는 효소야. 사탕 사슬의 정해진 위치를 자르는 가위 같은 거지. 가위마다 자르는 부분이 다 다른데, 어떤 가위는 오직 ATCGTG순서의 C와 G 사이를 잘라서 ATC와 GTG의 두 조각으로 만드는 거지. 30억 개의 사슬 순서 중에는 여러 개의 ATCGTG의 순서가 들어 있을 거야. 사람마다 그 순서의 개수도 그 순서의 위치도 다르겠지. 결국 제한효소로 DNA를 자르면, 사람에 따라 잘려진 DAN의 크기와 개수가 모두 다르게 되는 거지. 이 DNA 조각에 DNA 중합효소를 넣고 DNA의 양을 늘린 다음에, 전기영동이라는 걸 하는 거야. 전기영동은 DNA 조각을 크기에 따라서 분리해서, DNA 조각의 위치를 눈으로 확인할 수 있도록 해주지. 이 DNA 조각의 위치를 DNA 지문이라고 부르지. 이 DNA 지문을 비교하면, 이 DNA가 나의 것인 아닌지를 알 수 있지.


전기영동





철수> 이제 알 것 같아^^. 그러니까 제한효소로 자른 DNA 조각이 사람마다 다르니까, DNA 조각의 양을 늘린 다음에 전기영동으로 크기에 따라 분리하면 사람마다 다른 모양이 나타난다는 거지? 형> 철수 너 대단한데. 이렇게 어려운 걸 이해하다니! 철수> 내가 원래 똑똑하잖아. ㅋㅋㅋ. 형, 그럼 이런 DNA 지문 분석은 어디에 쓰이는 거야? 형> 사실 너무 많아서 일일이 말하기도 힘들어. 신문에서 본 것처럼, 만들어진 복제세포가 정말 복제된 것인지 아닌지를 밝히는데 쓰이지. 생물을 연구하는 사람들에게는 DNA 지문 분석은 없어서는 안 되는 기술이지. 그리고 요즘 유행하는 CSI 과학수사대 알지? 철수> 응! 과학으로 범인 잡는 거, 너무 재미있어.

 

 


DNA조각



형> ^^ DNA 지문 분석은 그런 과학수사에 많이 사용되고 있지. 범인이 범죄현장에 한 올의 머리카락, 한 방물의 피, 약간의 살점이라도 남겨두게 되면, DNA 지문 분석을 통해서 용의자들 중에서 범인을 찾아낼 수 있지. 그리고 친자소송처럼 부모가 자신의 아이를 확인하기 위해서도 DNA 지문 분석을 한단다. 자식은 부모의 DNA를 물려받기 때문에, 완전히 같지는 않지만 가까운 가족일수록 DNA 지문이 더 많이 일치해서 가족인지 아닌지를 확률적으로 알 수 있지. 전쟁 때 헤어진 가족이나 미아가 된 어린이의 가족, 사고로 심하게 훼손된 시체의 가족을 찾는데도 DNA 지문 분석이 사용되고 있단다. 만약 DNA 지문 분석 기술이 더 일찍 만들어졌다면, 풀지 못했던 수많은 사건들이 아주 쉽게 해결되었을 거야. 그리고 전쟁고아들도 훨씬 덜 생겨났을 거야. 철수> 역시 과학의 힘은 대단해! 앞으로 열심히 공부해서 훌륭한 과학자가 될 거야.





[DNA 지문 분석 퀴즈] 다음 중 범인은 누구일까요? 사망자의 손톱 밑에서 반항하다 긁은 것으로 판단되는 살인범의 살점이 발견되었다. 그 살점에서 뽑아낸 현장발견 DNA 지문과 4명의 용의자 A, B, C, D의 DNA 지문을 비교해서 4명의 용의자 중에서 범인을 찾아보자.







DNA분석



자, 범인이 누구인지 찾으셨나요? 범인은 용의자 C 입니다. ^^

 

 

★ KAIST 화학과 양성호




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