유전자 조작의 역사적 기원

는 1983 년 처음으로 유전자 변형 담배, 감자 < P > 를 받았다.

21 세기에 첨단 기술 발전의 핫스팟 중 하나는 현대 생명기술의 유전공학이었다. 유전공학은 좁고 넓은 의미의 구분이 있다: 좁은 유전공학은 유전공학이다. 넓은 의미의 유전공학은 생물체의 유전적 특성을 바꿀 수 있는 모든 기술을 가리킨다. 유전공학은 197 년대에 시작되었는데, 우선 분자생물학자들이 유전물질 DNA (디옥시리보 핵산) 를 분할하고 접합하는 기술을 연구하고 습득한 뒤 각 방면에 응용했다. 이 기술을 통해 박테리아가 인슐린과 인간 성장 호르몬을 생산하게 하고, 젖소의 우유 생산량을 늘리고, 병충해에 저항하는 특수 유전자를 감자 옥수수 면화 등 농작물에 주입할 수 있게 되었다. 최근 의료계는 사람을 죽일 수 있는 몇 가지 효소 결핍증 (몇 가지 유전병) 을 치료하고, 거의 매주 어떤 질병을 일으키는 유전자를 발견할 수 있다. 생명공학은 다른 사람의 눈도 쉴 수 없는 속도와 불가사의한 방식으로 세상을 변화시키고 있다. 1996 년 노벨상 수상자이자 라이스 대학의 화학자인 로버트 콜은 "이번 세기는 물리학과 화학의 세기이지만 다음 세기는 생물학의 세기가 될 것" 이라고 말했다 < P > 유전자 인식 < P > 은 외원 유전 물질을 수용체 생물로 인공적으로 옮겨 수용체 생물이 새로운 유전 특성을 얻을 수 있도록 하는 과정을 유전공학이라고 한다. 유전공학은 분자수준의 유전공학으로, 서로 다른 생물체의 유전자 (목적유전자) 와 자율복제 능력을 가진 전달체 DNA 가 체외에서 인위적으로 연결되어 새로운 재조합 DNA 를 만든 다음 수용체 생물로 보내 번식하고 표현함으로써 유전물질과 특성의 이동과 재조합을 이루는 것을 가리킨다. 일반 유전공학과 구별하기 위해 현재 유전자 공학이라는 단어를 자주 사용하는데, 이를 유전자 조작, 유전자 복제 증식, 재조합 DNA 기술이라고도 한다. 유전공학의 주요 절차로는 목적유전자 획득, 전달체의 선택, 효소 등 효소계의 선택 제한, 체외 재편체의 구축, 변환, 수용체세포에서 목적유전자의 증식과 표현이 있다.

' 유전자' 는 도대체 뭘까?

현재 우리가 통용하는' 유전자' 라는 단어는' GENE' 에서 음역한 것이다. 유전자는 원래 유전인자라고 불렸는데, 이 개념은 오랜 역사를 가지고 있다. 예를 들면 스펜서의' 생리단위', 다윈의' 미세아', 와이스만의' 정자' 등은 모두 세대 간 형질의 유전적 이치를 설명하기 위한 초기 유전자에 대한 가설이다.

1865 년 오스트리아 원천주교 신부, 유전학자 존 그레고르 멘델 (1822-1884 년) 그는 유전자 원리를 발견하고 분리 법칙과 자유 조합 법칙을 총결하여 유전학을 위한 수학적 기초를 제공하고 멘델 학파를 창설하여' 유전학의 아버지' 가 되었다. < P >' 유전자' 는 덴마크의 식물학자이자 유전학자 웨이 존슨이 199 년 멘델의' 유전인자' 라는 개념을 표현하기 위해 처음 제안했다. 191 년대부터 3 년대까지 미국인 토마스 헌트 몰건 (1866-1945 년) 등 수백 종의 초파리 형질의 교잡실험을 통해 세포학의 관찰을 결합해 멘델의 법칙의 정확성을 입증할 뿐만 아니라 유전자 체인과 교환영상 및 염색체의 기리도 발견됐다. 현미경을 통해 볼 수 있는 장기적인 추측도 확인됐다 그는 유전자 변이와 유전의 염색체 이치를 천명하여 유전자 학설로 요약했다. < P > 하지만 당시 사람들은 유전자가 무엇인지 정확히 알지 못했다. 194 년대 이후 유전학 연구는 점차 분자 수준으로 향상되었고, 4 ~ 6 년대, 많은 과학자들의 실험 연구를 통해 유전자의 화학성분이 주로 DNA 로 밝혀졌으며, DNA 의 이중 나선 구조와 이중 가닥 DNA 사이의 염기상보성 페어링 원칙을 밝혀냈고, 사람들은 앞으로의 연구에서' 유전자' 와 그 유전적 역할을 점점 더 명확하게 알게 되었다. < P > 유전자는 유전적 효과를 지닌 DNA 분자 단편으로 염색체에 존재하고 염색체에 선형적으로 배열되어 있다. 유전자는 복제를 통해 다음 세대에게 유전 정보를 전달할 수 있을 뿐만 아니라, 유전자 정보를 표현할 수 있게 해 줍니다. 즉, 유전자 정보가 단백질의 분자 구조에 일정한 방식으로 반영되게 하여 후손들이 친대와 비슷한 특성을 나타내게 합니다. (데이비드 아셀, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 유전자명언) < P > 유전학 연구에 따르면 염색체에는 DNA 이중 나선이 하나만 들어 있다고 생각하는 경우가 많습니다. 염색체가 이미 두 개의 염색 단체로 분열된 경우, 각 단량체는 DNA 이중 나선을 포함하고 있다. 그러나 염색체의 폭은 DNA 쌍사슬보다 훨씬 크고 염색체의 길이는 DNA 쌍사슬보다 훨씬 짧다. 통계에 따르면, 사람의 염색체의 총 길이는 .5 밀리미터도 안 되지만 DNA 분자의 총 길이는 수 미터에 달할 수 있기 때문에 염색체의 DNA 쌍사슬은 항상 휘감기고 휘감겨 높은 지반곡 상태를 띠고 있다. (윌리엄 셰익스피어, 염색체, 염색체, 염색체, 염색체, 염색체, 염색체, 염색체, 염색체) < P > 염색체에서 고도로 구불구불한 DNA 분자는 긴 쌍사슬로, 가장 짧은 DNA 분자에도 약 4 개의 뉴클레오티드 쌍이 들어 있으며, 가장 긴 DNA 분자에는 약 4 억 개가 들어 있다. DNA 분자는 일반적으로 서로 겹치지 않고 각각 약 5 ~ 6 개의 뉴클레오티드 쌍이 있는 여러 세그먼트의 집합으로 볼 수 있습니다. 이러한 세그먼트는 유전자입니다. < P > 그렇다면 유전자의 내부 구조는 무엇이며 과학자들은 어떻게 그것을 결정합니까? < P > 사실 유전학 발전의 초기 단계에서' 유전자' 는 이미 입증된 물질과 구조가 아니라 논리적 추리 개념일 뿐이다. 193 년대에는 유전자가 직선으로 염색체에 배열되어 있다는 것을 증명했기 때문에 유전자는 염색체의 유전 단위로 여겨졌다. 분자유전학이 발달하면서 1953 년 왓슨과 크릭에서 DNA 의 이중 나선 구조를 제안한 이후 유전자는 DNA 의 단편으로 널리 받아들여져 유전화학의 본질을 확정했다. 대부분의 생물의 유전자는 DNA 로 이루어져 있고, DNA 는 염색체의 주요 화학 성분이다. 대부분의 진핵 생물 세포 안의 DNA 는 쌍주 다뉴클레오티드 단일 사슬로 이루어져 있다. 각 DNA 가닥은 인산이 에스테르 결합을 통해 여러 개의 단일 뉴클레오티드 결합으로 연결되어 있습니다. 두 가닥 사이에는 두 가닥의 염기 성분이 상호 보완적인 법칙에 따라 짝을 이루는 것으로, 아데닌 (A) 과 흉선 (T) 은 두 개의 수소 결합을 통해, 구아린 (G) 과 시토신 (C) 은 세 개의 수소 결합을 통해 이중 나선 사다리꼴 구조를 형성하므로 DNA 이중 나선이라고 한다. 196 년대에 벤츠는 유전자의 내부에는 돌연변이자, 교환자, 순반자 등 세 가지 단위로 구분할 수 있는 구조가 있다고 제안했다. DNA 분자의 염기 변화는 유전자 돌연변이를 일으킬 수 있기 때문에 돌연변이로 볼 수 있다. 두 염기 간에 교환이 가능하여 하나의 교환자로 볼 수 있다. 순반자는 특정 기능을 가진 뉴클레오티드 서열이며, 기능 단위인 유전자는 순반자여야 한다. 따라서 분자 수준에서 볼 때, 유전자는 DNA 분자의 한 부분으로, 전사와 번역을 거쳐 완전한 다다구 사슬을 합성할 수 있다. 하지만 최근 연구를 통해 과학자들은 이 결론이 포괄적이지 않다고 생각한다. 일부 유전자는 RNA 를 옮긴 후 더 이상 단백질로 번역되지 않기 때문이다. 또한 유전자 조작과 같은 유전자도 있는데, 이 유전자는 전사작용도 번역물도 없고 유전자 활동을 통제하고 조작하는 역할만 한다. 특히 최근 몇 년 동안 과학자들은 DNA 분자에 상당한 부분이 있지만 일부 염기의 단순한 반복일 뿐이라는 사실을 발견했다. 유전 정보를 포함하지 않는 염기조각은 진핵세포 생물에서 5% 이상 커질 수 있다. DNA 분자에서 이러한 반복적인 염기 조각의 역할에 대해서는 아직 잘 알지 못한다. (윌리엄 셰익스피어, DNA 분자, DNA 분자, DNA 분자, DNA 분자, DNA 분자) 어떤 사람들은 특정 유전자 활동을 조절하고 염색체 구조를 안정시키는 작용이 있을 수 있다는 추측이 있는데, 그 진정한 기능은 아직 연구되지 않았다. 이에 따라 현재 일부 유전학자들은 유전자를 DNA 분자에서 특정 기능을 가진 (또는 유전적 효과를 가진) 뉴클레오티드 서열로 간주해야 한다고 보고 있다. < P > 유전자의 구조는 다음과 같은 특징을 가지고 있다.

1) 유전자는 구조단위이며, 교환으로 분리할 수 없고, 교환은 유전자 사이에서만 발생할 수 있고, 그것들 사이에서는 발생하지 않는다. 2) 유전자는 돌연변이 단위이다. 유전자는 한 대립형에서 다른 등위 형태로 변할 수 있지만 유전자 내부에는 바꿀 수 있는 더 작은 단위가 없다. 3) 유전자는 작용단위로서 특정 표현형 효과, 유전자의 일부를 생산할 수 있으며, 있다면 효과가 없다. (4) 염색체는 유전자의 전달체이며, 염색체의 존재는 등위 유전자가 규칙적으로 분리될 수 있게 하고, 비 등위 유전자들이 서로 재조합될 수 있게 한다. < P > 유전자의 기능 < P > 유전자는 유전적 특성과 활성조절을 통제하는 기능을 가지고 있다. 유전자는 복제를 통해 유전 정보를 다음 세대에게 전달하고 효소의 합성을 제어함으로써 대사 과정을 제어함으로써 생물의 개인적 성질을 통제한다. 유전자는 또한 구조단백질의 성분을 통제함으로써 생물학적 성질을 직접 통제할 수 있다. < P > 생물체 세포의 DNA 분자에는 많은 유전자가 있지만 모든 유전자의 특징이 나타나는 것은 아니다. 같은 수정란에서 발육하여 분화된 같은 인체의 다른 조직의 세포도 근육 세포, 간 세포, 골세포, 신경세포, 적혈구, 위점막 세포 등이다. 그들의 세포 모양은 모두 다르다. 왜 이런 현상이 나타날까요? 원래 세포핵의 유전자는 세포 일생에서 항상 활성화되는 것은 아니며, 어떤 것은 전사 상태, 즉 활성 상태에 있으며, 이때 유전자가 켜지고, 어떤 것은 비전사 상태, 즉 유전자가 닫히는 것으로 밝혀졌다. 생물체의 발육기에 따라 유전자의 활성화가 다르며 유전자의 활성화는 엄격한 절차가 있다. 유전자 활성의 엄격한 절차는 수명 주기 안정의 기초이다. 각종 다른 생물들은 그 세포 내의 유전자가 독특한 활성 조절을 가지고 있기 때문에 다른 형태 특징을 나타낸다.

그렇다면 유전자는 어떻게 특성을 결정합니까? < P > 생물체의 모든 유전적 성질은 유전자에 의해 제어되지만 유전자는 성질과 같지 않다. 유전자형에서 표현형 (성질) 까지 일련의 발육 과정을 거쳐야 한다. 유전자가 생물의 성질을 통제하는 것은 주로 두 가지 경로를 통해 이루어지는데, 하나는 효소의 합성을 제어함으로써 생물의 성질을 통제하는 것이다. 유전자에 의해 제어되는 생물학적 특성이 표현되기 때문에 일련의 대사 과정을 거쳐야 하고, 대사 과정의 각 단계는 효소의 촉매와 분리 될 수 없기 때문에 유전자는 효소의 합성을 제어하여 대사 과정을 조절하여 생물학적 개인 특성의 표현을 제어합니다. 또 다른 방법은 유전자가 구조 단백질의 성분을 조절하여 생물의 모양을 직접 통제하는 것이다. 단백질 폴리펩티드 사슬의 아미노산 서열은 모두 유전자에 의해 제어되며, 단백질을 제어하는 유전자에서 DNA 의 염기가 변하면 RNA 에 상응하는 염기의 변화를 일으켜 단백질의 구조적 변이를 초래할 수 있다. 또한 < P > 또한 유전적 성질의 표현은 내부 유전자의 통제를 받을 뿐만 아니라 외부 꽃줄기 조건의 제약을 받아야 한다. 따라서 서로 다른 유전자형을 가진 개체는 서로 다른 환경 조건 하에서 서로 다른 표현형을 생성할 수 있으며, 같은 유전자형을 가진 개체도 다른 환경 조건 하에서 서로 다른 표현형을 생성할 수 있다. 표현형은 유전자형이 환경 * * * 과 함께 작용하는 결과라는 얘기다. < P > 국제적으로 생명기술 발전의 새로운 트렌드 < P > 유전자요법 < P > 인류가 유전자 연구에 대한 연구가 깊어지면서 많은 질병이 유전자 구조 및 기능 변화로 인한 것으로 밝혀졌다. 과학자들은 결함이 있는 유전자를 발견할 수 있을 뿐만 아니라 유전자 진단, 복구, 치료, 예방 방법을 파악할 수 있는 것이 생명공학 발전의 최전선이다. 이 성과는 인류의 건강과 생활에 헤아릴 수 없는 이익을 가져다 줄 것이다. < P > 유전자 치료란 유전자 공학을 사용하는 기술방법으로 정상적인 유전자를 병환자 세포로 바꿔 병변 유전자를 대체함으로써 부족한 산물을 표현하거나 비정상적인 발현을 닫거나 낮추는 유전자 등을 통해 특정 유전병을 치료하는 목적을 달성하는 것을 말한다. 현재 발견된 유전병은 65 여 종이며, 그중 단일 유전자 결함으로 인한 유전병은 약 3 여 종이다. 따라서 유전병은 유전자 치료의 주요 대상이다. < P > 첫 번째 유전자 치료는 미국이 199 년에 실시한 것이다. 당시 4 세와 9 세 소녀 두 명이 체내 아데노신 디아 미나제 결핍으로 심각한 연합 면역 결핍증을 앓았다. 과학자들은 그들을 유전자 치료하고 성공을 거두었다. 이 획기적인 작업은 유전자 치료가 이미 실험 연구에서 임상 실험으로 전환되었다는 것을 상징한다. 1991 년 우리나라 최초의 B 형 혈우병의 유전자 치료 임상 실험도 성공했다. < P > 유전자 치료의 최근 발전은 유전자 총 기술로 유전자 치료를 하는 것이다. 그 방법은 특정 DNA 를 향상된 유전자 총 기술로 쥐의 근육, 간, 비장, 장, 피부를 성공적으로 표현하는 것이다. 이 성공은 사람들이 앞으로 유전자 총을 이용해 인체 내 특정 부위로 약물을 전달해 전통적인 백신 접종과 유전자 총 기술로 유전병을 치료할 수 있다는 것을 예고하고 있다. (윌리엄 셰익스피어, 유전병, 유전병, 유전병, 유전병, 유전병, 유전병, 유전병) 현재 과학자들은 태아 유전자 요법을 연구하고 있다. 현재의 실험 효능이 더 확증되면 태아유전자 요법을 다른 유전병으로 확대해 유전병을 앓고 있는 신생아를 예방하고 후손의 건강 수준을 근본적으로 높일 수 있다. 유전자공학약 연구 < P > 유전자공학약은 DNA 를 재편성한 표현의 산물이다. 광범위하게 말하면, 약물 생산 과정에서 유전자 공학을 사용하는 것은 모두 유전자 공학 약물이 될 수 있다. 이 분야의 연구는 매우 매력적인 전망을 가지고 있다. < P > 유전공학약 연구는 인슐린, 인성장호르몬, 적혈구 생성소 등 단백질류 약품에서 작은 분자단백질 약품을 찾는 데 중점을 두고 있다. 단백질의 분자는 일반적으로 비교적 커서 세포막을 통과하기가 쉽지 않기 때문에 약리작용의 발휘에 영향을 미치고, 소분자 약물은 이와 관련하여 뚜렷한 우월성을 가지고 있기 때문이다. 다른 한편으로는 질병에 대한 치료 아이디어도 넓어졌다. 단순한 약물 사용에서 유전자 공학 기술이나 유전자 자체를 치료 수단으로 사용하는 것에 이르기까지. < P > 자, 또 한 가지 주의할 점이 있습니다. 과거에 정복되었던 많은 전염병이 세균이 내성을 일으켜 다시 돌아오고 있다는 것입니다. (데이비드 아셀, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 건강명언) 그중에서 가장 주목할 만한 것은 결핵이다. 세계보건기구 보도에 따르면 현재 전 세계 결핵 위기가 발생했다. 소멸될 결핵이 다시 살아나고 다종 내약 결핵이 나타났다. 전 세계적으로 현재 17 억 22 만 명이 결핵균에 감염되어 매년 9 만 명의 새로운 결핵 환자가 발생하고 약 3 만 명이 결핵으로 사망하며 1 초마다 1 명이 결핵으로 사망하는 것으로 집계됐다. 과학자들은 또한 앞으로 수백 명의 세균성 질병에 감염된 사람들이 치료할 수 없을 것이며, 바이러스성 질병은 점점 더 많아지면서 막을 수 없을 것이라고 지적했다. (윌리엄 셰익스피어, 템페스트, 바이러스명언) (윌리엄 셰익스피어, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 건강명언) 하지만 동시에 과학자들은 인간, 곤충, 식물 씨앗에서 분자량이 4 개 미만이고 아미노산이 3 여 개밖에 없는 작은 분자의 항미생물 폴리펩티드를 찾아내 세균, 세균, 균, 곰팡이 등 병원 미생물에 강력한 살상 작용을 할 수 있는 방법을 탐구했다. 차세대' 슈퍼 항생제' 가 될 수 있다 새로운 항생제를 개발하기 위해 사용하는 것 외에도