[최현진의 생명 칼럼] DNA, 무슨 역할을 할까?

핵산에는 DNA와 RNA, 두 종류가 존재한다. 핵산의 기본 단위는 인산, 당, 염기로 이루어진 뉴클레오타이드다. DNA는 이중나선 구조를 하고 있으며, 디옥시리보스라는 당을 가지며, 염기는 A(아데닌), T(티민), C(사이토신), G(구아닌)을 가지고 있다. RNA는 DNA와 달리 단일 가닥이며, 리보스라는 당을 가진다. 또한 염기로는 T(티민) 대신 U(우라실)를 가진다.

 

 

이러한 DNA의 대표적인 역할은 단백질을 합성하는 것이다.

단백질이 합성될 때, DNA의 수소 결합이 끊어지면서 RNA가 복제가 된다. 그리고 복제된 RNA를 이용하여 아미노산을 합성하여 단백질을 생성한다. 그러나 DNA의 모든 부분이 단백질을 합성하는 것은 아니다. 인간의 DNA 중 98%는 어떠한 단백질도 암호화하지 않는다.

 

 

과거에는 이러한 DNA는 아무런 역할도 하지 않는다고 생각해, 정크 DNA라고 부르기도 하였다.

그러나 최근 이러한 정크 DNA의 역할에 대해 밝혀지고 있다.

 

대표적인 정크 DNA에는 텔로미어가 있다. DNA는 복제를 반복할수록 끝부분이 점점 소멸되는데, 텔로미어는 이러한 DNA의 말단 부분에 위치해 중요 DNA의 손실을 막아준다.

이러한 텔로미어를 늘리는 기능을 하는 효소가 텔로머레이스다.

 

 

‘위유전자’는 유전자의 기능을 일부 잃어버린 유전자를 말한다. Processed 위유전자는 RNA가 DNA로 자발적으로 역전사한 후, DNA에 삽입되어 생기게 된다. 그러나 이 유전자는 프로모터를 가지고 있지 않다. 프로모터란 DNA로부터 RNA가 합성되는 부위로, RNA 중합효소가 달라붙는다. 따라서 프로모터를 가지고 있지 않으면 RNA를 만들 수 없고, 단백질 합성이 일어날 수 없다. Non-processed(아니면 duplicated) 위유전자는 유전자의 중복이 일어나고, 중복이 일어난 유전자가 기능을 상실하면서 생긴다. 

이 유전자는 정상 유전자와 비슷한 염기 서열을 갖는다. Unitary 위유전자는 유전체 안에서 반복 없이 존재하는 유전자를 의미한다. 이 유전자는 비활성화되어 있다. 이러한 유전자들은 아무런 기능도 하지 않을 것 같지만, 단백질을 암호화하는 유전자의 발현을 조절하는 기능이 최근 밝혀졌다고 한다.

 

 

인트론 또한 위에서 말했듯이, 단백질을 암호화하지 않는다. 따라서 DNA에서 RNA가 복제된 후, 최종적으로 제거되게 된다. 이러한 인트론이 존재하기에 같은 유전자 내에서도 다른 단백질을 생산할 수 있다. 예를 들어, 엑손과 엑손과 같이 있는 인트론을 제거하는 방식으로 다른 종류의 RNA를 만들어낸다. 

 

 

비암호화 RNA란 말 그대로 단백질을 암호화하지 않는 RNA를 의미한다. 이러한 RNA의 대표적인 예시로는 rRNA, tRNA 등에 있다. rRNA는 리보솜에 존재하는 RNA를 의미하고, tRNA는 단백질의 합성에 관여하는 RNA다.

 

 

이처럼 DNA는 단백질을 암호화하는 것 외에도 다양한 기능을 하고 있다. 그러나 이러한 DNA의 기능은 아직까지도 완벽하게 밝혀지지 않았다. 만약 DNA의 역할과 작동 기작이 완벽하게 밝혀진다면, DNA 돌연변이 등에 의한 질병을 해결하거나 유전자 편집 등에 응용할 수 있을 것이다.

 

이 기사 친구들에게 공유하기