DNA
핵산의 일종으로 유전자의 본체.
핵산은 뉴클레오티드(nucleotide)라고 하는 단위물질이 많이 연결된 고분자 유기물이다. 이 뉴클레오티드는 염기, 탄수화물의 일종인 펜토오스(pentose), 그리고 인산이 각 한 분자씩 결합하여 구성된 것인데, 펜토오스가 디옥시리보오스(deoxyribose)이면 DNA(디옥시리보핵산)라고 하고, 리보오스이면 RNA(리보핵산)라고 구별하여 부른다. 따라서 DNA를 구성하는 뉴클레오티드는 염기 ·디옥시리보오스 ·인산 한 분자씩의 연결체이다.

이 중 염기에는 아데닌(adenine:A) ·구아닌(guanine:G) ·시토신(cytosine:C) ·티민(thymine:T)의 네 가지가 있다. 따라서, DNA를 구성하는 뉴클레오티드는 A를 가진 것, G를 가진 것, C를 가진 것, 그리고 T를 가진 것의 4종류가 있다. 이 4종의 뉴클레오티드가 무수히 많이 연결된 것이 DNA이므로 4종의 뉴클레오티드 배열순서에 따라 서로 다른 DNA가 만들어진다. 4종의 뉴클레오티드가 수천 개 또는 수만 개 연결될 때 그 배열순서에는 무한히 많은 종류가 있을 수 있으므로 그 결과 만들어지는 DNA의 종류도 무한히 많을 수 있다. 생물에 무수히 많은 종류의 유전자가 있을 수 있는 것은 DNA의 종류가 무수히 많을 수 있기 때문이다.


DNA의 분자구조
DNA의 분자구조는 1953년 미국의 J.D.웟슨과 영국의 F.C.크릭에 의해 해명되었다. 이구조는 2중나선(二重螺旋:double helix) 구조로서, 뉴클레오티드의 기다란 사슬 두 가닥이 새끼줄처럼 꼬여 있다. 이 구조는 마치 사다리를 비틀어서 꼬아놓은 것과 같은 것이라고도 할 수 있는데, 가령 이 새끼줄과 같은 2중나선을 똑바로 펴면 다음과 같은 구조가 된다. 여기서 A,G,C,T는 4종의 염기를 표시하고, S는 디옥시리보오스를, 그리고 P는 인산을 나타낸다.

사다리의 두 다리는 디옥시리보오스와 인산의 연결(-S-P-S-P…)에 해당하고, 사다리의 발판은 두 다리에서 직각으로 뻗어나와 서로 마주보고 있는 염기에 해당한다고 할 수 있다. 위의 구조에서 A와 T, 그리고 G와 C는 서로 짝을 이루고 있는데 그들 사이의 점선은 이 두 염기 사이에 형성된 약한 결합인 수소결합을 의미한다. A와 T 사이에는 두 곳에서 수소결합이 형성되어 있고, G와 C 사이에는 세 곳에서 형성되어 있다. 이 수소결합으로 2개의 서로 마주보는 염기가 붙들려 있으므로 사다리의 두 다리 또는 새끼의 두 가닥이 서로 붙들려 있게 된다.

DNA의 2중나선 구조에서 A는 반드시 T와, 그리고 G는 반드시 C와 마주보고 있다. 그 이유는 이 4종의 염기의 화학구조 때문인데 이렇게 짝지었을 때 비로소 두 가닥이 일정한 간격을 가지고 2중나선 구조를 유지할 수 있는 것이다. 따라서, DNA를 그 성분 뉴클레오티드로 완전히 분해한 다음 4종의 염기의 함량비를 측정해 보면 A의 함량(mol)은 T와 똑같고 G의 함량은 C와 똑같다. 이 A-T, G-C의 짝짓기는 DNA가 유전자로서의 기능을 나타내는 데 매우 중요한 의미가 있다. DNA의 2중나선 구조에서 나선의 한 바퀴 수직길이는 3.4nm(1nm〓1×10-m)이고 뉴클레오티드 10개가 나선 한 바퀴를 형성한다. 그리고 나선의 지름은 2nm이다.



DNA의 기능
바이러스나 대장균을 이용한 여러 가지 실험 결과 이 DNA는 바로 생물의 유전물질, 즉 유전자임이 1940년대에 분명하게 밝혀졌다. DNA가 유전자로서의 기능을 나타내려면, 첫째 DNA는 자신과 똑같은 새 DNA를 만들어낼 수 있어야 하고, 둘째 DNA는 어떤 방식으로 그 생물 특유의 유전형질을 나타낼 수 있어야 한다. 유전이라는 것은 자신과 닮은 새 개체를 만들어 내는 현상이기 때문이다.

첫째의 기능, 즉 자신과 똑같은 DNA를 만드는 기능을 DNA복제라고 하는데, 새 DNA를 만들 때 DNA의 2중나선이 풀려서 2개의 외가닥 나선이 되고 각각의 외가닥 나선 위에 뉴클레오티드가 와서 붙는다. 이때, 외가닥 나선의 A가 있는 곳에는 화학구조의 특징으로 말미암아 반드시 T가 붙게 되고 G가 있는 곳에 C가 붙게 된다. 이렇게 A-T와 G-C의 짝짓기가 이루어지면, 원래의 뉴클레오티드와 새 뉴클레오티드 간의 결합이 이루어지고 이에 따라 새 사슬이 형성되면서 새 2중나선이 만들어진다.

따라서, 하나의 2중나선에서 2개의 2중나선이 생기게 된다. 그리고 새 2중나선의 염기 배열순서는 모체인 2중나선에서의 염기의 배열순서와 똑같게 되는 것이다. DNA 의 종류, 즉 유전자의 종류는 염기의 배열순서에 의하여 결정되는 것이므로 염기의 배열순서가 똑같은 새 2중나선이 2개 형성된 것은 유전자의 정확한 복제인 것이다. 세포가 분열할 때는 DNA의 2중나선이 위와 같이 풀려서 각각의 외가닥 사슬이 분열된 두 세포에 하나씩 들어가서 거기서 새 2중나선을 만들게 되므로 2개의 새 세포는 그 어버이 세포와 똑같은 유전자를 가지게 된다.

이와 같이 세포는 몇 번을 분열하여도 언제나 똑같은 유전자를 가진, 똑같은 세포가 되는 것이다. 이것은 A-T와 G-C의 충실한 짝짓기에 의해서 가능하게 된다. 한 개체가 생식을 통하여 자손을 만들 때에도 세포의 분열시와 마찬가지로 자손에게 물려진 어버이의 DNA가 그 자손의 체내에서 충실한 복제를 함으로써 어버이의 유전형질을 그대로 물려받은 새 개체가 만들어지게 된다.

유전자의 둘째 기능인 유전형질의 발현은 상당히 복잡한 과정을 거친다. 유전형질은 단백질에 의해 나타난다는 사실이 입증되었다. 즉, 어떤 특정 유전형질이라는 것은 어떤 특정 단백질의 존재를 의미하는 것이다. 단백질의 종류라는 것은 그 단백질의 구성 성분인 20종의 아미노산의 연결순서 또는 배열순서이기 때문에 유전자인 DNA가 특정 유전형질을 나타나게 하는 것은 특정 단백질의 아미노산 배열순서를 결정한다는 것을 뜻한다.



DNA의 복제
DNA가 단백질의 아미노산 배열순서를 결정하는 것은 먼저 DNA의 2중나선의 일부분이 풀리고, 풀린 두 외가닥 사슬의 어느 한쪽 사슬에서 전령(傳令)RNA(messenger RNA:mRNA)가 만들어진다. 이 mRNA는 DNA와 마찬가지로 염기-펜토오스-인산으로 된 뉴클레오티드의 기다란 연결체인데 펜토오스가 디옥시리보오스가 아니고 리보오스이며, 또 염기의 종류가 A,G,C, 그리고 U(DNA의 T 대신 U이다)인 점이 다르다. 또 DNA처럼 2중나선이 아니고 외가닥 사슬로만 존재한다.

DNA의 한 쪽 가닥 위에서 만들어진 mRNA는 그 염기의 배열순서가 DNA에 의하여 결정된다. mRNA에서는 DNA의 T 대신 U가 있기 때문에 DNA의 염기의 배열순서가 가령 ATCGGCAAT…라면 거기서 만들어지는 mRNA의 염기 배열순서는 UAGCCGUUA…와 같이 된다. 즉, mRNA는 DNA라고 하는 유전 정보를 충실히 반영한 음화(陰畵)라고 할 수 있다.

이 mRNA는 세포 속의 리보솜에 가서 자리를 잡으면, 또 하나의 RNA가 그 위에 와서 자리를 잡는다. 이 RNA는 아미노산을 운반하는 RNA라는 뜻에서 운반 RNA(transfer RNA:tRNA)라고 하는데, 그 종류에 20종이 있음이 알려져 있다. 이 tRNA는 그 분자의 한 쪽에 아미노산을 달고 있는데 한 종류의 tRNA는 한 종류의 아미노산만을 달 수 있다. 아미노산을 운반한 tRNA가 mRNA 위에 와서 닿으면 mRNA의 염기 배열순서가 자신의 염기 배열순서와 짝지을 수 있는 곳에 자리를 잡게 된다.

tRNA의 20종은 제각기 다른 염기 배열순서를 가지고 있기 때문에 mRNA 위의 짝지을 수 있는 자리를 찾아 붙으면 20종의 아미노산들이 쭉 한 줄로 늘어서게 되는데, 이때 이 아미노산들의 늘어선 순서는 mRNA의 염기 배열순서, 즉 DNA의 염기 배열순서에 의해 결정된다. 이와 같이 늘어선 아미노산들은 서로 펩티드결합을 형성하여 단백질 분자가 되고 이 단백질 분자가 바로 생물의 유전형질이 된다.

DNA는 이와 같이 하여 단백질의 종류를 결정하고 합성함으로써 유전자로서의 기능을 나타내는 것이다. 바이러스 중에서 매우 적은 예외를 제하고 모든 생물의 유전자는 모두 DNA이다. 그리고 미생물에서 볼 수 있는 약간의 예외를 제하고 DNA는 모두 2중나선구조를 하고 있다. 세포 속에 핵이 뚜렷이 있는 세포를 진핵세포(眞核細胞)라고 하는데 이런 세포에서는 DNA는 핵 속에 주로 많이 들어 있고, 극미량이 미토콘드리아와 엽록체 속에 들어 있다. 뚜렷한 핵이 없는 세포(주로 미생물의 세포)를 원핵세포(原核細胞)라고 하는데 이런 세포에서 DNA는 세포질 속에 흩어져 있다.





디에이치이에이 (DHEA)
부신에서 만들어지는 호르몬.
콩팥 바로 위에 있는 부신에서 대부분 생산되는 스테로이드 호르몬으로 콜레스테롤로부터 합성된다. 일부는 생선에서도 합성된다. 1934년부터 과학자들에게 알려진 호르몬으로 소아기부터 생산되나 사춘기 때 급속도로 생산이 증가하여 20대에 최고 혈중 농도에 도달한다. 그 후 감소하기 시작하여 일반적으로 1년에 혈중 농도가 2%씩 감소하고 70~80대에는 최고 시절의 10~20%만 남게 된다. 이러한 변화는 대사의 변화에 의한 것이 아니고 노화에 따라 부신에서 분비가 감소하기 때문이다.

부신 조직에서 만들어진 디에이치이에이(Dehydroepiandrosterone)는 간에서 황산화가 일어나 디에이치이에이에스(DHEAS) 형태로 혈액 내를 순환하게 된다. 그리고 몇 가지 효소에 의해 대사되어 다른 물질로 전환되는데 일반적으로 안드로겐(남성 호르몬)으로 전환된다. 따라서 그 자체로서는 남성 호르몬이 아니지만 여성에게 과량을 사용할 때에는 남성화를 유발할 수 있다. 미국에서 시판되고 있는 정제는 야생 얌에서 디오스게닌(diosgenin)이라는 성분을 추출한 후 생산하고 있다.

연구 결과에 의하면 50㎎씩 6개월간 투여 후 육체적 및 정신적으로 안정감을 호전시킴이 보고되었다. 그 밖에 에너지 및 기억력 강화, 면역 체계의 개선, 성 충동의 증가, 자가 면역 질환 등에 효과가 있음을 발견하였다. 많이 복용하였을 때 나타나는 부작용으로는 여드름, 과도한 흥분이나 불면증, 심리적 불안, 목소리가 굵고 낮아짐, 여성의 경우 원치 않는 부위의 발모 현상 등이 있다. 현재까지 의학적, 과학적으로 증명된 효과나 부작용에 대한 자료는 매우 부족하다. 따라서 공정하고 객관적인 연구 결과 및 장기간 사용에 따른 안정성과 부작용 문제가 검증되어야 할 것이다.





참고로 부신이란,
부신 副腎 (adrenal gland)
좌우 신장 위에 1쌍 있는 내분비 기관.
신상체(腎上體)라고도 한다. 신장과는 구조와 기능이 전혀 다르며 수질과 그것을 들러싼 피질로 이루어져 있다. 생명 유지에 중요한 내분비선이다. 좌측은 반월형, 우측은 편평한 삼각형으로 너비 4∼5cm, 높이 2∼3cm, 중량 7∼8g이다. 좌측이 우측보다 다소 높게 위치해 있고 크기도 약간 크다. 절단면에서는 색조가 다른 내측의 수질(髓質)과 외측의 피질이 구별되며, 이 둘은 발생적 ·기능적 ·구조적으로 다르다. 수질은 외배엽성인 교감신경절 원시세포에서 발생하고, 피질은 중배엽성인 체강상피에서 발생한 것이다. 척추동물의 포유류에서는 태생기에 양자가 서로 접근해서 하나의 기관인 부신을 형성하나, 포유류 이외에서는 밀착하지 않고, 특히 어류에서는 수질에 해당하는 상신(上腎), 피질에 해당하는 간질(間質)로 2개의 독립된 기관으로 나누어져 있다.

【수질】 크롬산으로 황색에서 갈색으로 염색되는 크롬친화성 세포가 방사상으로 늘어서 있고, 이 세포에서 아드레날린이 분비되므로 아드레날린 세포라고도 한다. 즉, 수질에서 분비되는 호르몬에는 아드레날린과 노르아드레날린이 있으며, 이것은 말초혈관의 수축과 혈압 유지에 중요한 역할을 담당하고 있다.

【피질】 조직학적으로는 외측에서부터 구상(球狀) ·속상(束狀) ·망상(網狀)의 3층으로 구별된다. 구상층은 수분과 전해질 대사에 관한 호르몬(알도스테론), 속상층에서는 당대사에 관한 호르몬(코르티손 등), 망상층에서는 성호르몬(안드로겐)을 분비한다. 동물의 부신수질을 제거해도 죽지 않으나 피질을 제거하면 죽는다. 즉, 피질은 뇌하수체의 부신피질자극 호르몬의 지배를 받아 스트레스에 대처해 가기 위해 필요한 양의 호르몬을 분비하고 있는데, 이것이 방해를 받으면 외계에 대한 순조로운 적응이 되지 않게 되어 사망하는 것으로 보고 있다.

【질환】 부신 질환에는 수질의 기능이 항진하는 갈색소세포종(褐色素細胞腫) 외에 피부의 기능이 항진하는 쿠싱증후군을 비롯하여 부신성선증후군 등 선천적인 과형성이나, 종양의 존재에 의한 것이 많아 외과적 처치가 취해진다. 또한, 피질의 기능부전으로는 만성 애디슨병이나 급성 부신크리제가 알려져 있다.

DHA는 머리 좋아지는 거예요

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