유전자는 어디로부터 올까? - 칼 짐머(Carl Zimmer)

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생명이 지구상에 40억년 전 발생했을 때, 초기 미생물들은 그들이 살아있음을 유지시키는 기초적 유전자들을 가졌다. 인간과 많은 유기체들의 세대에서, 주위엔 더 많은 유전자가 있다. 그런 새로운 유전자들은 어디로 부터 왔을까? 칼 짐머는 유전자의 돌연변이와 증식을 설명한다.

강의 : 칼 짐머(Carl Zimmer)
그림 : TOGETHER

당신은 DNA에 약 20,000개의
유전자를 가지고 있다.

그들은 당신의 몸을 구성하는 분자에
코드를 부여하는데,

그것은 발톱에 있는 케라틴부터
코 끝에 콜라겐,

그리고 뇌 속에 분비되는
도파민까지 해당된다.

다른 종들은 그들의 고유한
유전자를 가지는데,

거미는 거미줄에 대한
유전자를 가진다.

오크 나무는 햇빛을 목재로 바꾸는
엽록소에 대한 유전자를 가진다.

그런 유전자 모두는
어디로부터 왔을까?

그것은 유전자에 달려있다.

과학자들은 생명이 지구상에서
약 40억년 전 시작됐다고 추측한다.

초기 생명의 형태는
미생물이였고

그들이 살아있음을 유지시키는
기초적 유전자들을 가졌다.

그들은 그런 기본 유전자들을
10억 세대를 통해서

자식들에게 전달했다.

그 중 일부는 우리 세포에서 DNA
복사처럼 여전히 같은 일을 하지만,

그런 미생물은 거미줄이나 도파민의
유전자를 가지지 않았다.

오늘날은 과거보다
지구상에 더 많은 유전자들이 있다.

그 추가적인 많은 유전자는
실수로 인해 생겨났다.

세포분열이 될 때,
새로운 DNA를 복사한다.

때때로 그것은 실수하여
DNA를 두개로 복사시킨다.

그 과정에서, 그 유전자들 중 하나의
추가적 복사를 만들지도 모른다.

처음엔, 그 추가적 유전자는
원래의 것과 똑같이 작동한다.

그러나 다음 세대에서는
새 돌연변이로 될지도 모른다.

그런 돌연변이는 새로운 유전자 작동을
변화시킬지도 모르고,

그 새로운 유전자는
다시 복사할지도 모른다.

놀랍게 많은 우리의 돌연변이 유전자는
최근에 더욱 많아졌다.

과거 백만년 동안말이다.

선조들은 우리의 사촌인 유인원으로부터
떨어져나와 그 후로 진화했다.

몇 백만년을 걸쳐 하나의 유전자가
전체적 유전자 가족으로 되는 동안,

그런 유전자는 신속히
기본적 기능을 떠맡을 수 있었고,

과학자들은 새로운 유전자가
진화시키는 지점을 찾고자 한다.

예를들면, 우리는 우리 코에
프로테인 유전자를 수백개 가지고 있고

그것은 냄새 분자를 잡는다.

돌연변이는 그들이
다른 분자를 잡게하고,

우리에게 수조개의 다른 냄새를
인지하는 힘을 준다.

때로 돌연변이는 새 복제 유전자에 대해
더 큰 효과를 가진다.

그들은 유전자가 다른 장기에서 그것의
단백질을 만드는 원인일지도 모른고,

또는 삶의 다른 시간에서,

또는 단백질은 완전히 다른 작업을
하는걸 시작할지도 모른다.

예를들면, 뱀은 박테리아를 죽이는
단백질을 만드는 유전자를 가지고 있다.

오래 전, 그 유전자는 복제됐고
새로운 복사품은 돌연변이가 되었다.

그 돌연변이는 단백질을
만드는 장소에 대한

유전자 신호를 변화시켰다.

뱀의 췌장에서 만드는것 대신에,

그것은 뱀의 입에서 박테리아를 죽이는
단백질을 만들기 시작했다.

뱀이 먹이를 물 때, 이 효소는
상처입은 동물 속으로 들어간다.

이 단백질이 해로운 작용을
가진다는 것을 증명했을때,

그리고 더 많은 먹이를
잡는걸 도왔을 때,

그것은 장점이 됐다.

그래서 췌장에서의 유전자였던 그것은
뱀의 먹잇감을 죽이는

독을 입에서 만들었다.

그리고 심지어 새로운 유전자를 만드는
더 놀라운 방법들이 있다.

동물과 식물,
그리고 다른 종들의 DNA는

단백질로 짜여진 유전자 없이
거대한 줄기들을 가진다.

과학자들이 말할 수 있는 한,
그것의 대부분 유전학적 임의의 순서는

횡설수설로써 기능을 하지 못한다.

유전자가 하는 것처럼, 그런 DNA의
뻗침은 때때로 돌연변이가 된다.

때때로 그런 돌연변이는
DNA를 한 장소로 바꾸는데,

그 장소에서 세포는 그것을 읽는다.

갑자기 그 세포는
새로운 단백질을 만든다.

처음엔, 그 단백질은 사용할 수 없고
심지어 해로울 수 있지만

많은 돌연변이는 단백질의 모양을
변화시킬 수 있다.

그 단백질은 유용한 어떤것을
시작할지도 모르고,

더 강하고, 건강하고, 재생산이 용이한

유기체를 만들 수도 있다.

과학자들은 동물의 몸의 많은 부분에서
작용하는 그런 새로운 유전자들을 찾았다.

그래서 우리의 20,000개 유전자들은
삶의 근원으로부터

여전히 상처로부터 존재성을 물려받은
새 유전자까지 많은 기원들을 가진다.

지구상에 생명체가 지속되는 한,
새로운 유전자를 만들어 낼 것이다.