유전자를 어떻게 결합시키는가?

당신이 유전자를 결합시키기 원한다고 가정해 보자. 그 일을 어떻게 시작할 것인가?

먼저, 특정한 단백질에 대한 유전자, 즉 “부호”가 들어 있는 DNA의 일부분 혹은 “주 도면”이 필요할 것이다. 현재 “유전자 기계”들은 활성이 없는 화학 물질로부터 간단한 유전자를 합성시키는 데 사용되고 있다. 보다 복잡한 유전자들은 산 세포의 DNA에서 찾아 분리해 내야 할 것이다.

다음에는, ‘플라즈미드’와 제한 효소라고 부르는 특별한 화학 물질이 필요하다. 이 효소는 ‘플라즈미드’를 깨뜨려 오른쪽을 열고 부착하기 위한 “끈끈한 부분”을 남긴다.

또한 당신은 새로운 유전자가 당신이 결합시키기를 원하는 유전자에 대하여 “연결 ‘스윗치’”와 같은 역할을 하는 특별한 유전자에 올바로 부착되었는지를 확인해 보아야 할 것이다. 그렇지 않으면, 당신의 새로운 유전자가 결코 작동하지 않을지 모른다. 요컨대, ‘플라즈미드’나 당신이 그것을 집어 넣은 ‘박테리아’에게는 그 새로운 유전자가 아무런 쓸모가 없다. 그 유전자는 그들에게 어떤 유익한 일을 하는 것이 아니다. 그렇다면, ‘박테리아’가 유전 부호가 무엇이든 생산하기 위하여 시간과 ‘에너지’를 허비하게 되는 이유는 무엇인가?

“연결 ‘스윗치’”에 대한 착상은 ‘박테리아’가 자신에게 필요한 무엇인가를 생산하고 있다고 생각하게 ‘박테리아’를 속이는 것이다. 사실, 그들은 당신이 필요로 하는 것을 생산하고 있지만 말이다. 그 ‘스윗치’를 “조절 유전자”라고 부른다.

이제, 조절 유전자와 새로운 유전자를 결합하여 그들을 다량의 끈끈한 ‘플라즈미드’와 섞는다. 얼마의 ‘플라즈미드’는 새로운 유전자와 맞추어 결합하고 자신이 뒷쪽에 붙어 고리 모양이 된다. 다음에 “결합된” ‘플라즈미드’를 ‘박테리아’가 많은 접시에 넣는다. 그러면, 어떤 ‘박테리아’들은 얼마의 ‘플라즈미드’를 흡수할 것이다. ‘박테리아’는 보통 ‘플라즈미드’들을 교환한다. 예를 들어, ‘플라즈미드’는 대개 그들이 항생 물질에 대하여 면역이 되게 해 주는 새로운 유전자를 얻는 곳에 있다.

이제 만사가 순조롭다면, 최소한 일부 ‘박테리아’는 당신의 새로운 유전자를 보유하고 있는 ‘플라즈미드’를 흡수했을 것이다. 그리고 최소한 일부 ‘플라즈미드’는 ‘박테리아’의 ‘리보솜’ 및 다른 “일꾼들”을 사용하여 우리가 생산하기를 원하는 것이 무엇이든 그것을 생산하기 위하여 ‘박테리아’ 안에서 작용하게 될 것이다. 이제, 우리의 노력으로 ‘박테리아’는 작은 “공장”이 된 것이다. 그러나 이 공장은 자신을 복제하는 특별한 장점이 있다. 그 ‘박테리아’는 분열을 하여, 더 많은 ‘박테리아’ 즉 모두 우리의 특별한 유전자를 보유하고 있고, 모두 우리가 원하는 단백질을 만드는 ‘박테리아’를 생산해 낸다.

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유전자 + ‘플라즈미드’ = 수정된 ‘플라즈미드’ → ‘박테리아’가 흡수한다