생명과학사 ③ - 유전 및 분자생물학을 중심으로
유전의 기본 원리 발견 - 1865.
멘델은 완두의 교배 실험을 통해 부모의 형질이 유전 인자의 형태로 자손에게 전달된다는 결론을 얻는다. 멘델의 실험 결과가 너무 깔끔하여 당시 과학자들 사이에서는 멘델이 실험 결과를 조작한 것이 아니냐는 의혹이 돌았고, 이로 인해 멘델의 유전 법칙은 빛을 보지 못하였다. 이후 1900년 무렵 과학자들에 의해 멘델의 연구가 발견되어 다시 재조명되었으며, 멘델의 유전 법칙으로 불리게 된다. 현재는 우열의 법칙의 예외가 많이 발견되어 이를 우열의 원리로 부른다.
멘델의 유전의 기본 원리
- 우열의 원리
- 분리의 법칙
- 독립의 법칙
유전자설 발표 - 1926.
모건에 의해 각각의 유전자는 염색체의 일정한 위치에 존재함이 밝혀졌다. 이를 유전자설이라고 한다. 또한 초파리의 염색체 지도를 완성하는 등 초파리의 유전을 자세히 연구하여 유전학이 크게 발전하는데 이바지한다.. 초파리는 세대가 짧고, 또 한 세대당 자손수가 많아 유전 연구에 유용하다. 그런 이유로 현재에도 유전 연구에 자주 사용된다.
1유전자 1효소설 발표 - 1941.
비들과 테이텀은 하나의 유전자는 하나의 효소 합성에 관한 정보를 갖는다고 주장했다. 이를 1유전자 1효소설이라고 한다.
유전 물질의 본체 규명 - 1944.
에이버리는 페렴쌍구균의 형질 전환 실험을 통해 유전 물질이 DNA임을 입증했다. 열처리한 세균에게 탄수화물, 단백질, RNA, DNA 각각에 대한 가수분해효소를 처리하여 형질 전환 실험을 진행했다. 이는 1926년에 일어난 그리피스의 세균의 형질 전환 실험에서 한 단계 더 나아간 실험으로 볼 수 있다.
DNA 구조 규명 - 1953.
제임스 왓슨과 프랜시스 크릭은 DNA 염기 조성의 특징과 X선 회절 사진 등을 종합하여 DNA의 구조를 밝혔다. 이 시점을 계기로 DNA에 대한 수많은 연구가 진행되며 분자생물학이 크게 발전한다. 이 둘은 모리스 윌킨슨과 함께 노벨 생리의학상을 받았다. 다만 당시 윌킨슨의 연구팀 소속이었던 로잘린 프랭클린의 X선 회절 사진이 DNA 구조 규명에 큰 도움이 되었으나, 노벨상 수상 당시는 로잘린의 사후였기에 노벨상 수상자 명단에 올라가지 못했다.
중심 원리 발표 - 1958.
크릭은 유전정보가 DNA - RNA - 단백질로 흘러간다는 중심원리(Central Dogma)를 제안한다. 이는 1970년에 네이처지에 개정되어 발표된다.
유전자 발현의 조절 과정 제시 - 1961.
자코브와 모노는 대장균에서 유전자 발현이 조절되는 과정을 밝힌다. 이를 오페론설이라 한다.
유전부호 해독 - 1960년대
니런버그와 마테이는 인공 합성된 RNA를 이용해 유전부호를 해독했다. 이는 DNA 염기서열과 단백질의 아미노산 서열 간의 관계를 알 수 있게 하였다.
유전자 재조합 기술 개발 - 1973.
코헨과 보이어는 제한 효소와 DNA 연결 효소를 이용해 DNA를 재조합하는 기술을 개발했다. 이 기술은 인슐린 등의 의약품과 유전자 변형 생물의 생산에 사용되었다.
DNA 증폭 기술 개발 - 1983.
멀리스는 PCR(중합효소 연쇄 반응, Polymerase Chain Reaction) 기술을 이용하여 DNA를 다량으로 복제하는 기술을 개발했다. 초기에 사용한 중합효소는 열에 약했기에 활용도가 떨어졌으나, 이후 Thermophilus aquaticus에서 추출한 중합효소인 Taq를 이용해 이 문제를 해결하였다. 멀리스는 이 공로로 노벨 화학상을 수상한다.
인간 유전체 사업 완료 - 2003.
인간 유전체 사업(Human Genome Project, HGP) 또는 게놈 프로젝트로 불리는 이 사업은 인간 게놈의 염기서열을 밝히는 것을 목적으로 1990년에 시작한 프로젝트로, 미국과 영국, 일본, 프랑스, 독일, 중국 6개국과 민간 단체의 후원을 받아 이루어진 국제적인 프로젝트이다. 현재까지도 생물학에서 규모가 가장 큰 프로젝트이다. 미국에서 1984년부터 아이디어가 집계되었으며, 2005년 완료를 목표로 1990년에 시작했다. 프로젝트가 진행되며 생물학의 큰 발전이 있었으며, 이로 인해 기존보다 2년 앞선 2003년에 완료하게 된다. 이 프로젝트를 통해 인간의 유전체의 염기서열을 밝혔으며, 이에 따라 유전자 기능의 연구와 생명체의 유전 정보 분석의 기틀이 마련되었다. 왓슨 또한 게놈 프로젝트에 참여하였다.
과학과 일상생활은 분리될 수 없고 분리돼서도 안 된다. 과학은 진실, 경험 그리고 실험에 바탕을 둔 설명을 준다.
-로잘린 프랭클린
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