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영원히 사는 생물은 없다. 하지만 생명체는 자기복제를 통해 영원히 사는 법을 터득하고 있다. 그 비밀은 DNA에 담겨 있다. 직접 DNA모형을 만들어보면서 DNA의 모양과 복제방식을 알아보자.
 

지구상에는 약1백50만종에 이르는 생물이 살고 있다. 생물들은 태어나 일정기간이 지나면 죽기 마련이다. 그래서 모든 생물은 자손을 남김으로써 종족을 유지한다. 그런데 이 자손은 어버이의 모습과 성질을 닮는다. 어떻게 그럴 수 있을까. 컴퓨터를 예로 들어 살펴보자.

어느날 '신나라'의 집에 놀라간 '과락'은 신나라가 보여준 컴퓨터게임에 푹 빠지고 말았다. 그래서 신나라를 졸라 게임프로그램(정보)을 복사해 자신의 컴퓨터에 옮겨 넣었다. 그 결과 과람은 신나라의 집에서 하던 게임을 집에서 즐길 수 있게 됐다.

자손이 어버이의 모습과 성질을 닮는 것도 비슷한 원리다. 컴퓨터처럼 어버이가 가지고 있던 정보가 자손에게 전달되는 것이다. 컴퓨터의 정보는 하드디스크에 담아 저장하고, 플로피디스크에 담아 다른 컴퓨터에 옮긴다. 그러면 생물은 어디에 정보를 저장하고 옮길까.

그 답은 바로 DNA이다. DNA라는 말을 많이 들어보았을 것이다. 그런데 DNA가 어떻게 새였고 무슨 일을 하는지 제대로 알고 있는 사람은 드물다.

DNA는 너무 작아 눈으로 볼 수가 없다. 다만 1953년 제임스 왓슨과 프란시스크릭(두사람은 1962년 노벨 생리의학상을 수상했음) 이 발표한 DNA모델을 통해 그 모양과 복제원리를 이해할 뿐이다. 왓슨과 크릭이 만든 모델은 DNA의 다양한 성질을 이해하는 데 큰 도움을 주었을 뿐 아니라 현대 유전공학의 기틀을 마련했다. 그러나 19세기 중반에 시작된 DNA에 대한 연구는 아직도 많은 부분이 미스터리로 남아있다. 그럼 DNA의 모양을 만들어보고 어떤 의미를 지니고 있는지 알아보자.
 

실험 DNA모형 만들기

보너스 실험 DNA 복제

실험 DNA가 생명활동 결정

완성된 DNA 모형을 보면 이중나선 모양을 하고 있다. 마치 최근 상영된 '로미오와줄리엣'의 레오나르도디카프리오(로미오역)처럼 멋지고 신비롭다. 그런데 이 이중나선 어디에 유전정보가 있는 것일까.

이중나선의 계단에 해당하는 색색의 원통들이 바로 암호화된 유전정보다. 원통의 순서(빨강-빨강-녹색-녹색-녹색-녹색-노랑-노랑)가 완두콩의 크기, 모양, 색 등을 결정한다. 이런 원통의 순서(한가닥의 순서만 읽으면 됨)를 문자로 표시하면 'TTAAAAAGG…'가 되는데. 이것을 염기서열이라고 한다. 염기서열의 암호는 세개를 한단위(코돈)로 읽는데, 위의 염기서열은 '류신(TTA)-라이신(AAA)-아르기닌(AGG)'으로 해독된다. 코돈은 단백질을 이루는 20종류의 아미노산과 짝을 이루고, 아미노산의 서열에 의해 단백질(효소)이 결정된다. 결국 모든 생명활동은 효소에 의해 조절되므로 DNA에 저장된 유전정보가 생명활동을 결정하는 셈이다.

생물은 자라고 자손을 낳는다. 이때 어버이가 가지고 있던 유전정보가 새로 만들어지는 세포나 자손에게 전달된다. 그러기 위해서는 새로운 DNA가 복제되어야 하는데, 새 DNA는 어떻게 만들어질까.

그 답은 DNA 모양에 숨어있ㄷ. 먼저 DNA의 이중나선이 효소에 의해 지퍼가 벌어지듯 풀린다. 그리고 풀려진 각각의 사슬에 새로운 염기와 당, 인산 등이 달라 붙으면서 새로운 DNA가 만들어진다. 이때 새롭게 만들어진 DNA 이중나선의 한가닥은 원래 있던 것이고, 다른 한가닥은 원래 있던 가닥을 틀로 해서 새롭게 만들어진 것이다.

그러면 "백문이 불여일견"(百聞이 不如一見)이라는 말이 있듯이 DNA를 직접 복제해 보자.