나이가 들어감에 따라 DNA의 시토신 메틸화가 감소하여 암의 위험이 증가하며 수백만 년에 걸쳐 이러한 변화가 진화로 이어질 수 있습니다.
DNA 기술은 최근 몇 년 동안 범죄 수사, 친자 관계 테스트 및 고고학 기록을 촉진하는 능력으로 인해 엄청나게 인기 있고 중요 해졌습니다. 작은 이중 나선이 너무 많은 잠재력을 담을 수 있다는 것을 누가 알았습니까?! 백혈구에서 DNA를 발견 한 스위스 과학자 인 요한 프리드리히 미체 (Johann Friedrich Miescher) 조차도이 하나의 분자가 특정 종에 대한 모든 다양한 정보를 어떻게 기록 할 수 있는지 확실하지 않았다!
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란 무엇입니까?
이것은 DNA입니다.
DNA (사진 크레딧 :Forluvoft / Wikimedia Commons)
DNA는 Deoxyribonucleic acid 의 약식 이름입니다 , 생체 분자. 아데닌 (A), 티민 (T), 시토신 (C) 및 구아닌 (G)은 DNA를 형성하기 위해 조합하는 4 개의 단량체 (뉴클레오티드)이다. 이 모든 단량체를 시퀀스로 유지하는 것은 포스페이트 골격 구조입니다. 이제 생물학에 익숙하지 않으면 내가 무엇에 대해 이야기하고 있는지 이해하지 못할 수도 있습니다.
DNA는 DNA가 모든 유전자 정보를 저장하기 때문에 어머니의 눈 색깔이나 아빠의 머리 색깔을 얻는 이유입니다. 부모의 모든 특징을 저장하는 DNA가 있기 때문에 유전이 존재합니다!
우리는 DNA가 유전자 정보를 운반한다는 것을 어떻게 배웠습니까?
1930 년대와 1940 년대까지 DNA의 중요성이 완전히 실현되었습니다. 박테리아에 대한 실험은 박테리아가 DNA를 거래 할 때 특정 특성을 한 박테리아에서 다른 박테리아로 전달할 수 있다고 제안했습니다.
.또한, 바이러스의 거동이 연구되었을 때, 바이러스가 그들의 DNA를 숙주 세포에 주입하여 숙주 세포가 바이러스의 사본을 형성하도록 강요한다는 것이 밝혀졌다.
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바이러스의 수명주기 (사진 크레디트 :Designua/Shutterstock)
이 실험의 결과는 DNA가 세포에 그들이하는 일을하도록 지시하는 정보가 포함되어 있음을 보여줍니다.
이 유전자 정보는 정확히 어디에 저장된가?
4 개의 단량체 (a, t, c 및 g) 결합하여 DNA 분자를 형성한다. 각 단량체 구조는 당 분자, 포스페이트 분자 및 질소 염기로 구성됩니다.
DNA가 변경됩니까?
DNA는 4 개의 상이한 뉴클레오티드를 함유하고 유전자에서 이들 뉴클레오티드의 서열은 세포가 단백질을 생성하도록 지시한다. 생성되는 단백질의 양을 제어하기 위해, 유전자는 주기적으로 켜고 끄는 유전자를 전환한다. 후성 유전 학적 변화는 유전 정보에 영향을 미치지 않고 유전자를 조절하는 데 도움이되는 화학적 변화입니다. 이러한 변화는 종종 유전자를 켜고 끄는 유전자로 작용하는 DNA 구조에 화학 화합물의 첨가를 포함합니다.
바르셀로나의 Bellvitge Biomedical Research Institute의 후성 유전학 연구원 인 Manel Esteller는 후성 유전 학적 변형이 장기적으로 DNA 구조에 영향을 미친다 고 의심했습니다.
그는 신생아의 DNA가 구조적으로 노인의 DNA와 매우 다르다는 것을 알았습니다. DNA에 대한 후성 유전 학적 변화의 효과를 연구하기 위해, 그는 가장 흔한 변화 인 메틸화를 연구했다. 여기서, 메틸 그룹은 유전자를 끄기 위해 질소 기저 (시토신)에 첨가된다.
노인의 백혈구 (WBC)로부터의 DNA 추출물과 신생아의 제대로부터의 WBC를 비교 하였다; 신생아에는 노인에 비해 더 높은 수준의 시토신 메틸화가있었습니다.
또한, 팀은 유사한 뉴클레오티드 서열을 갖는 DNA 구조를 연구하여 후성 유전 학적 변화는 뉴클레오티드 특성에 의해 영향을받지 않습니다. 많은 유전자에 영향을 미치는 다르게 메틸화 된 영역 (DMR)이 있다는 것이 깨달았습니다. DMR 변화는 오랫동안 암의 발달과 관련이 있습니다.
따라서 시토신 메틸화는 사람들이 나이가 들어감에 따라 시간이 지남에 따라 감소한다는 결론을 내 렸습니다. 이러한 메틸화의 감소는 결국 연령 관련 암과 질병으로 이어집니다.
DNA 변화가 어떻게 진화에 기여 했는가?
글쎄, 후성 유전 학적 변화는 종 전체에 심오한 영향을 미치지 않지만, DNA 돌연변이와 자연 선택의 조합은 우리가 침팬지와 다르게 진화 한 이유이며, 우리는 DNA의 95% 이상을 공유합니다.
.이제 DNA는 긴 이중 헬릭스 구조입니다. 이 구조의 일부 부분은 유전자를 조절하기 위해 후성 유전 학적 변화를 겪고, DNA의 일부는 기능이 없으며, DNA의 다른 측면은 여전히 우리의 이해를 넘어서 남아 있습니다. 유기체에 대한 돌연변이의 효과를 관찰하려면 다른 유전자를 제어하는 DNA의 일부에서 돌연변이가 발생하는 것이 중요합니다!
진화를 유발하는 데 도움이 된 대부분의 돌연변이는 세포가 DNA의 완벽한 사본을 만들지 못하는 돌연변이입니다. 돌연변이는 또한 화학 물질 또는 방사성 요소의 외부 효과로 인해 발생하며, 여기서 DNA는 극심한 노출로 인해 분해됩니다. DNA가 완벽하게 복구되지 않으면 세포는 왜곡 된 DNA로 끝나고, 이후 유기체 전체에 영향을 미칩니다.
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Esther와 Joshua Lederberg는 박테리아가 하나의 부모 플레이트에서 성장하는 실험을 수행했습니다. 부모 플레이트의 박테리아 콜로니를 2 개의 플레이트에서 복제하였고, 여기서 플레이트 중 하나를 영양 배지 및 페니실린 (항생제)으로 코팅 하였다. 다른 판에는 영양 배지 만 포함되어 있습니다.
페니실린 코팅판의 일부 식민지만이 살아 남았습니다. 이는 동일한 모판에서 생성 된 모든 식민지가 페니실린에 저항하는 돌연변이가 없음을 의미합니다.
이 실험은 두 가지 중요한 결과를 제공했습니다 :
- 돌연변이는 무작위입니다.
- 돌연변이는 외부 조건의 결과가 아닙니다.
또한, DNA가 종 전체에 영향을 미치기 위해서는 다음과 같이 필요합니다.
- 돌연변이는 자연적으로 선택됩니다.
- 변형은 생식 세포에 있습니다. 그렇지 않으면 돌연변이가 전달되지 않습니다.
단일 세포 유기체에서 오늘날 우리가 보는 놀라운 유기체로의 여정은 수십억 년에 걸쳐 있습니다. DNA 변형은 진화로 이어지지 만 돌연변이가 생존하기 위해 충족되어야하는 여러 기준이 있습니다.
그렇습니다. DNA는 시간이 지남에 따라 변합니다. 우리가 나이가 들어감에 따라 수정되며 이러한 수정은 또한 시간이 지남에 따라 진화 적 변화로 이어집니다. 1950 년대까지 거의 설명 할 수없는이 이중 헤 엘리카 분자는 유전자 공학의 전체 분야를 혁신 하고이 지구에서의 삶을 이해하는 방식을 변화시킬 것이라고 상상할 수 있었을까요?
