[생화학개론]Introduction to DNA(Deoxyribonucleic acid) 1부











모든 살아 있는 세포에서 볼 수 있고 유전형질을 전달하는 복잡한 유기화학적 분자구조


DNA(deoxyribonucleic acid). 눈에 보이지도 않는 이 작은 물질은 만물의 영장인 인간을 비롯하여 매우 하등한 박테리아에 이르기까지 생물의 생장과 진화에 엄청난 영향을 끼치는 유전에 있어서의 key이다. 2차 대전 직후 전 세계의 많은 생리학, 결정학, 화학자들의 관심은 DNA의 구조를 밝히는 데 집중되었다.


그 때까지만 하더라도 이들은 DNA가 어떤 물질이며, 얼마나 중요한지를 몰라서, 처음에는 서로 먼저 주목할 만한 연구 실적을 남기기 위한경쟁이 일어나진 않았다. 하지만 DNA는 생물의 유전에 관한가장 중요한 복제 mechanism의 핵심 key이다는 생각이 점점 굳어지게 되면서 이들 사이에는 불꽃튀는 경쟁이 일기 시작했다.


그림 1 Francis Crick and James Watson point out features of their model for the structure of DNA



왓슨과 크릭(Francis Crick, 1916～, 1962년 노벨 생리학․의학상 왓슨과 공동수상)은 처음에는 DNA의 구조에 대해선 그다지 많은 관심이 있었던 것은 아니었다. 하지만 라이너스 폴링(Linus Pauling, 1901～1981, 1954년 노벨 화학상, 1962년 노벨 평화상 수상)의 α-나선 발견과 모리스 윌킨즈의 DNA의 X선 사진을 보고서 이들의 DNA에 대한 관심은 날로 증대되어만 갔다.


그리하여 그들은 폴링이 α-나선을 발견할 때와 마찬가지로 DNA에 대한 그들만의 모형을 만들어 보게 된다. 하지만 로절린드 프랭클린(Rdsalind Franklin, 1921～1958)을 비롯하여 여러 학자들에게 이를 보여 주지만 DNA가 가진 수분 함량 계산이 잘못되는 등의 여러 가지 이유로 인정받지 못하게 된다.


그리하여 결국에는 그들에게 킹즈대학에서의 그들의 DNA에 대한 연구를 중단하라는 극단의 명령까지 떨어지기도 한다. 하지만 왓슨은 이에 굴하지 않고 TMV(Tobacco Mosaic Virus)의 나선구조에 대한 연구를 계속하면서 외부적으로는 DNA에 대한 연구를 중단한 것처럼 킹즈대학측에 보이면서도 실제적으로는 TMV의 나선구조에 대한 연구를 통해 DNA에 대한 연구를 계속하게 된다. 그리하여 왓슨은 TMV가 나선형임을 입증하는 X선 사진까지 찍게되는 등 어느 정도의 연구성과를 올리게 되지만 궁극에는 DNA에 대한 생각으로 귀속되는 자신을 발견하게 된다.


그리하여 오스트리아 태생의 생화학자 에르민 사르가프가 컬럼비아 대학에서 처음으로 발견한 DNA의 화학조성에서의 기묘한 규칙상을 심각하게 고려해보게 된다. - 사르가프는 DNA시료를 분석하여 푸린과 피리미딘의 상대 함량 즉, 아데닌 분자와 티민 분자의 수가 비슷하고, 구아닌 분자와 시토신분자의 수가 서로 비슷하다는 것을 발견했다. - 그래서 왓슨은 크릭과 함께 사르가프의 생각을 바탕으로 DNA연구에 더욱더 매진하게 된다.



하지만 그러던 도중 일이 발생했다. 라이너스 폴링의 아들인 피터 폴링에게 아버지인 라이너스 폴링으로부터 편지가 도착됐는데 내용인 즉, DNA의 구조를 해명했다는 것이었다. 이에 왓슨과 크릭은 라이너스 폴링과 비슷한 시기에라도 학계에 논문을 제출하기 위해 더욱더 DNA구조연구에 박차를 가하게 된다. 그러다가 피터 폴링에게 아버지가 보낸 DNA구조를 밝힌 논문의 사본을 보고서 왓슨은 논문의 오점을 발견하고서 안심한다.


왓슨과 크릭은 점점더 DNA에 대한 자신들의 생각에 확신을 갖고서 이를 좀 더 구체화하기 위해 모형을 조립해 본다. 처음에는 그 모형을 보고서 이들은 같은 엽기끼리 수소결합을 통해 DNA의 골격을 형성한다고 생각했으나 거듭된 연구로써 A와 T가 결합하고 G와 C가 서로 결합하며 DNA는 1가닥씩 풀리면서 각 가닥이 주형이 되어 새로운 DNA를 복제한다는 DNA의 복제론 까지 생각해내며 완벽한 DNA구조를 밝혀내게 된다. 결국 이들은 DNA구조를 밝힌 공이 인정되어 1962년 12월에 의․생리학 부문에서 노벨상을 수상하게 된다.

- 이중나선(제임스 D. 왓슨) : 생명에 대한 호기심으로 DNA를 발견한 이야기





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