유전자와 DNA 그리고 당신

거울에 비친 당신의 모습을 천천히 자세하게 살펴보면서, 눈의 색깔, 머리결, 얼굴빛, 체형 등에 유의해 보십시오. 또한 당신이 가지고 있는 재능에 대해서도 생각해 보십시오. 당신은 어떻게 해서 그런 모습을 갖게 되었습니까? 당신에게 독특한 특성과 재능이 있는 이유는 무엇입니까? 유전학—유전에 대한 연구—에 대한 이해와 환경이 미치는 영향에 대한 이해가 증가하면서 오늘날 그 신비가 명확히 밝혀지고 있습니다.

‘유전학이라고요? 그건 전문 과학 분야라서 이해하기가 상당히 어려울 것 같은데요!’ 하고 불평 섞인 어조로 말할 사람이 있을지도 모르겠습니다. 하지만 어떤 사람에게 그가 아버지의 푸른 눈과 어머니의 붉은 머리카락과 주근깨를 닮았다고 말한 적이 있습니까? 그렇다면 당신은 이미, 부모에게서 자녀에게로 신체적 특징이 전달된다는, 유전학의 기본 사실을 알고 있는 것입니다. 더욱이 그러한 사실은, 인간이 어떻게 존재하게 되었는지 즉 진화에 의해 존재하게 되었는지 아니면 창조에 의해 존재하게 되었는지를 이해하는 데 중요한 실마리가 될 수 있습니다. 우선, 우리 각자가 어떻게 여러 세대에 걸쳐 유전된 특징을 물려받게 되는지 살펴보도록 하겠습니다.

당신의 몸은 세포라고 하는 미세한 생체 단위로 이루어져 있습니다. 당신의 몸에는 그러한 세포가 100조 개가량 있는 것으로 추산됩니다. 각 세포 내에 있는 핵 속에는 수많은 유전자가 있습니다. 유전자란 개개의 유전 단위로서, 세포를 제어하여 당신의 특정 형질을 결정하는 역할을 합니다. 혈액형을 결정하는 유전자도 많이 있지만, 머리결, 눈의 색깔 등을 결정하는 유전자들도 있습니다. 따라서 각각의 세포는 유전자로 이루어진 초소형 청사진 내지는 암호문을 가지고 있는 셈인데, 거기에는 당신의 몸을 생성, 보수, 운영하는 데 필요한 모든 지시 사항이 들어 있습니다. (5면 그림 참조) 이 모든 일이 우연히 일어날 수 있었을까요?

그 신비가 밝혀진 과정

기원전 4세기에 아리스토텔레스는 혈액을 통해 형질이 유전된다는 이론을 제시했는데, 이 이론은 1000년 이상 일반적으로 받아들여졌습니다. 이 이론이 당시 사람들의 생각에 얼마나 많은 영향을 미쳤던지 영어에서는 혈통과 혈족이라는 말이 사용되고 있을 정도입니다.

17세기에는 난자와 정자가 발견되었지만, 그러한 세포가 실제로 어떤 역할을 하는지 정확하게 이해하지는 못하였습니다. 어떤 사람들은 난자나 정자 속에 완전하게 형성된 미세한 생명체가 들어 있다고 생각하였습니다. 하지만 18세기에 연구가들은 난자와 정자가 결합하여 태아가 형성된다고 정확하게 이해하게 되었습니다. 그러나 여전히 유전을 정확하게 설명하지는 못하였습니다.

1866년이 되어서야 비로소 오스트리아의 수사인 그레고르 멘델이 최초로 정확한 유전 이론을 발표하였습니다. 멘델은 완두콩 실험을 통해 생식 세포에 숨겨져 있는 “개별 유전 인자”라고 그가 명명한 것을 발견하였는데, 그는 그러한 인자들이 형질 유전을 담당한다고 주장하였습니다. 우리는 이러한 “개별 유전 인자”를 현재 유전자라고 부르고 있습니다.

1910년경에는 유전자가 세포 속에 있는 염색체라고 하는 물질 위에 자리잡고 있다는 사실이 밝혀졌습니다. 염색체는 주로 단백질과 DNA(디옥시리보 핵산)로 이루어져 있습니다. 과학자들은 세포의 다른 기능들에서 단백질이 담당하는 중요한 역할에 관해 이미 알고 있었기 때문에, 여러 해 동안 염색체상에 있는 단백질에 유전 정보가 담겨 있을 것이라고 생각하였습니다. 그러던 중, 1944년에 연구가들은 유전자가 단백질이 아니라 DNA로 구성되어 있다는 최초의 증거를 제시하였습니다.

1953년에 제임스 왓슨과 프랜시스 크릭이 DNA의 화학 구조 즉 두 가닥의 실을 꼬아 놓은 것 같은 이중 나선 구조를 이룬 분자를 발견하면서 생명의 신비를 밝혀 내려는 인간의 노력은 비약적인 발전을 하게 되었습니다.