지난 알쓸신잡 1회 통영편에 나온 미토콘드리아 이야기에 대한 글입니다.

알쓸신잡을 보니 좋은 친구들과 여행을 다녀보고 싶더군요. 통영에 한번도 가보지 않았는데 이번에 꼭 가봐야겠어요.












mRNA 가 아니라 mtDNA


위 알쓸신잡에서는 모계로 유전되는 미토콘드리아 DNA ( Mitochondria DNA, mtDNA) 로 부터 현인류가 아프리카로부터 지구 곳곳으로 이동한 경로를 유추할 수 있다는 내용인데 실은 Y염색체의 DNA 비교분석으로부터 부계의 이동경로도 추적 가능합니다.

지난  "미토콘드리아 (Mitochondria) 와 인류의 여정" 글을 거의 그대로 가져왔습니다.

인간은 단일 세포인 수정체로부터 약 47 번정도만 분열하면 ( 2의 47제곱승 ) 100조개가 넘어 인간 구성세포를 모두 만들 수 있습니다. 100조개의 세포 하나하나마다 46개의 염색체 ( 23쌍의 염색체, 31억쌍 DNA염기) 를 각각의 세포핵에 보관하고 있죠. 정자와 난자가 수정이 될 때 정자는 자신의 모든 걸 버리고 DNA가 들어있는 핵만 난자 속으로 들어갑니다. 난자까지 오는 동안 열심히 에너지를 생산했던 미토콘드리아를 포함한 꼬리 부분을 과감히 버리고 핵만 난자 속으로 들어갑니다.

따라서 한 개의 수정체로부터 복제되어 완성된 우리 몸은 정자의 미토콘드리아는 버리고 난자에 있던 미토콘드리아만 복제되었으므로 현재 우리의 모든 세포에 있는 미토콘드리아는 전부 난자에서 기인한 겁니다. 즉 어머니의 미토콘드리아를 그대로 이어 받은 거죠. 미토콘드리아는 세포의 소기관으로 에너지를 생산하는 역할을 합니다. 인간 세포 한 개당 500~1000개 정도  존재하며 세포핵의 염색체와 별도의 유전물질 즉 DNA ( Mitochondria DNA, mtDNA ) 를 독립적으로 가지고 있으며 mtDNA는 약 37개의 유전자와 약 16,600개의 염기쌍으로 이루어져있습니다. 20억년 전 독립적으로 존재하던 미토콘드리아의 선조가 진핵세포에 포식당하고도 소화되지않고 서로 공생의 길을 걷게 된 결과로 보입니다. (동물의 세포핵과 미토콘드리아 관계는 식물의 세포핵과 독립적인 DNA 를 가진 엽록체와의 관계에 비견됩니다. )

이런 이유로 mtDNA는 오직 모계로만 유전됩니다. 지난 번에 말씀드린 것처럼 염색체들은 생식세포분열 할 때 각각의 쌍을 이룬 염색체들이 접합을 하여 유전물질을 교환하는 유전자재조합이 일어난다는 소개해드렸죠. (각인 - 애들은 엄마, 아빠 누구 머리를 닮나? https://m.youngan.or.kr/?b=3&n=1252) 세포핵의 염색체와 달리 mtDNA는 유전자재조합 (Y염색체도 짝이 없어 유전자재조합이 일어나지 않습니다.) 이 일어나지 않고 오로지 모계세포의 유전정보를 고스란히 후손에 넘겨줍니다. 이는 매우 중요한 특징으로 인류의 DNA 역사를 들여다보는 좋은 도구가 됩니다. 물론 mtDNA도 돌연변이가 발생하는데 비교적 시간에 비례해서 나타납니다. 즉 모계유전자를 그대로 물려받는다는 특징과 비교적 일정한 시간에 돌연변이가 발생한다는 특징을 근거로 아프리카에서 기원한 인간이 다른 대륙으로 어느 때 어떤 방향으로 갔었는가를 상당히 구체적으로 추론할 수 있습니다. 대단한 일이죠. (mtDNA는 더 넓게 각각의 종간에 진화적 관계를 밝히는 데도 사용되어 종의 관계와 계통을 분리하는데 중요한 근거가 됩니다 )





mtDNA 와 비슷하게 역시 유전자재조합이 일어나지 않고 이번엔 오직 부계로만 유전되는 Y염색체로도 마찬가지로 추론할 수 있습니다.


9월에 알쓸신잡 컨셉의 여행을 다닐 계획을 잡고 있는데 통영의 다찌는 꼭 가봐야겠어요.