DNA는 하루에도 수만 번의 손상을
입는 세포 중의 하나입니다.
이것을 여러분의 몸에 있는 100조 개 가량의 세포에 곱해본다면
하루에만 100경 번의 DNA 오류가 발생하는 것입니다.
그리고 DNA는 여러분의 세포가 제 기능을 하는데
필요한 단백질을 생산하기 때문에
그러한 피해는 암과 같은 심각한 문제를 일으키기도 합니다.
오류는 다양한 형태로 나타나는데
때로는 DNA의 구성요소인 뉴클레오티드가 손상을 입습니다.
어떤 경우에는 뉴클레오티드가 잘못 결합되어서
변이를 일으킵니다
한 쪽 혹은 양 쪽 사슬에 생긴 상처는 DNA 복제를 방해하거나
심지어 DNA의 일부가 섞여 버리기도 합니다.
다행히도, 여러분들의 세포는 이러한 문제들의 대부분을 해결할 수 있는
방법을 알고있습니다.
이러한 수리 과정은 전문화된 효소를 필요로 합니다.
각각의 손상에 따라 알맞은 효소들이 대응합니다.
흔히 일어나는 오류 중 하나는 염기쌍의 비정상적인 결합입니다.
각각의 뉴클레오티드는 염기를 하나씩 가지고 있는데
DNA 복제가 일어나는 동안
DNA 중합효소는 알맞은 상대를 데려와서
주형가닥의 각 염기에 맞는 짝을 지어줘야 합니다.
아데닌은 티아민과 구아닌은 시토신과 짝을 이룹니다.
하지만 대략적으로 10만번당 1번 꼴로
실수가 생깁니다.
효소는 이런 상황을 금세 알아채서
몇 개의 뉴클레오티드를 잘라내고 적절한 뉴클레오티드로 대체합니다.
그리고 만약에라도 놓쳤을 경우를 대비해서
두 번째 단백질 무리가 뒤따라 오면서 확인과정을 거칩니다.
만약 잘못된 결합을 발견하면
부적절한 뉴클레오티드를 잘라내고 교체합니다.
이런과정을 부정합 수리 라고합니다.
이 두 단계로서 염기 서열의 잘못된 결합 오류는 대략
10억분의 1로 감소합니다.
하지만 DNA가 복제 이후에 손상을 입을 가능성도 있습니다.
다양한 분자들이 뉴클레오티드에 화학적 변화를 일으킬 수 있습니다.
그 중 일부는 환경적인 노출로서
담배연기 속의 특정 물질과 같은 것입니다.
하지만 세포 속에서 자연적으로 발견할 수 있는 과산화수소와
같은 분자들도 이에 포함됩니다.
어떤 화학적 변화들은 아주 빈번하기 때문에
특정 효소는 이러한 손상을 전담하고 있습니다.
하지만 세포는 손상을 복구하는 보편적인 방법도 알고 있습니다.
단 하나의 염기만이 손상을 입었을 경우에는
염기절제복구라는 과정을 통해서 복구합니다.
한 효소가 손상된 효소를 잘라내면
다른 효소들이 그 주위를 잘라내고 뉴클레오티드를 교체합니다.
자외선도 손상을 일으키는데 이 경우는 복구가 조금 더 어렵습니다.
가끔 두 개의 인접한 뉴클레오티드가 결합되어버려
DNA의 이중 나선 구조를 일그러뜨립니다.
이런 손상의 경우에는 더욱 복잡한 수리과정이 요구되는데
이를 뉴클레오티드 절제 복구라고 합니다.
단백질 한 무리가 뉴클레오티드 24개 정도를 제거하고
그 부위를 새것으로 교체합니다.
감마레이나 엑스레이와 같은 고주파 방사선은
또 다른 종류의 피해를 입힙니다.
방사선은 DNA의 한쪽 혹은 양쪽 가닥을 잘라내 버립니다.
두 가닥이 다 파괴되는 것이 가장 위험합니다.
한 쪽만 파괴되어도 세포가 죽음에 이를 수 있습니다.
양 가닥이 다 파괴된 것을 복구하는데는 일반적으로 2가지 방법이 있는데
상동재조합과 비상동 말단 결합입니다.
상동재조합은 정상적이고 비슷한 DNA를 견본 삼아서 이루어 집니다.
효소가 손상된 가닥과 손상되지 않은 가닥을 엮어서
뉴클레오티드 배열을 서로 교환하게 하고
마지막으로 빈 공간을 채워 넣어서
최종적으로 두개의 온전한 이중가닥을 만들어 냅니다.
비상동 말단 결합은 반대로
견본이 없이 이루어집니다.
대신 일련의 단백질들이 뉴클레오티드 일부를 제거하고
잘려나간 부분을 서로 연결시킵니다.
이 과정은 그리 정확하지 않아서
유전자가 섞여 버리거나 주위로 옮겨가기도 합니다.
그럼에도 비슷한 DNA가 없는 경우에는 매우 유용합니다.
물론 DNA의 변화가 항상 나쁜 것만은 아닙니다.
유익한 변이는 종이 진화하는데 도움이 됩니다.
그럼에도 대부분 DNA가 변하지 않았으면 하는게 사실입니다.
DNA 복원 결함은 조로증이나
다양한 종류의 암과 관련이 있습니다.
청춘의 샘을 찾아 젊어지고 싶으신가요?
이미 여러분의 세포 속에서 하루에도
수십 억 번 새로운 젊음이 탄생하고 있습니다.