텔로미어에 관한 간략한 설명

안녕하세요?

사실은 과학동아 2017년 5월호에 있던 [인간은 왜 늙는가?]라는 기사를 읽고서 재미있는 이론을 하나 소개하려고 했습니다만, 그전에 텔로미어에 대해서 설명을 하려니 너무 길어져서 따로 포스팅 하나를 할애해서 설명을 하고자 합니다. 가장 간단하게 설명을 하자면 아래의 그림과 같다고 할 수 있습니다.

염색체의 가장 끝 가장자리 부분이며, 이 부분은 DNA가 복제가 될때, 그러니까 세포가 분열을 할 때 마다 염색체의 끝 부분이 마치 신발의 밑창처럼 딿아서 없어지는 것 처럼, 점점 시간이 지날수록 짧아지는 특징이 있습니다. 이렇게 짧아지는 이유는 아래의 그림과 같은 기작을 통해서 이루어 진다고 합니다.

먼저 DNA는 복제를 하기 위해서 안정적인 구조를 이루고 있는 이중나선을 풀고, 5`에서 3`라고 하는 방향으로 DNA를 합성하는 효소가 작용을 하게 됩니다. 왜 이렇게 DNA의 복제가 한쪽 방향으로만 일어나느냐 하면, 간단하게 DNA의 등뼈를 구성하는 Deoxy nucleophophate의 구조때문에 5`에서 3`로 반응이 일어나기 쉽지, 반대방향으로 합성하기는 에너지가 많이 들기 때문입니다. 그럼 이런 복제의 방향이 문제가 되는 이유는 아래의 그림과 같은 현상이 일어나기 때문이라고 합니다.

위 그림과 같이 Primer RNA가 DNA복제시 붙어서 복제되는 첫 시동을 걸어주는데, 맨 마지막 5` 끝은 Primer RNA가 떨어져 나가고 나면 빈공간이 되면서 이중나선이 아닌 외나선이 되어 버립니다. 이 때문에 빈공간이 생겨서 결국 기존 DNA의 5`가닥 끝부분은 계속 DNA복제가 되면 될수록 일정 부분 사라져야 하는 상황이 됩니다.

만약 이 5`부분에 중요한 유전자 정보가 있었다고 하면, 중요한 정보가 한 순간에 날라가 버리는 결과를 초래해 버리고 맙니다. 그래서 중요한 정보 대신에 떨어져 나가도 별로 상관이 없는 단순 반복되는 패턴의 DNA서열이 있습니다. 이 부분이 바로 텔로미어라고 합니다.

그럼 텔로미어와 언제나 쌍으로 따라 나오는 중요한 것이 바로 텔로머라아제라는 것이 있는데, 간단하게 말하자면 저 소모된 텔로미어를 복구해 주는 효소입니다.

이 효소는 현재 활성화 시키는 방법을 찾아서, 노화를 되돌릴 수 있는 열쇠로 주목을 받고 있는 중이라고 합니다. 물론 이 텔로머라아제의 활성이 암을 유발시킬 수 있다는 주장도 있는 합니다만, 빌 앤드루스가 지은 텔로미어의 과학이라는 책을 보면 면역에 관여하는 세포까지 도로 활성화 시켜서 이를 무마할 수 있으리라 하는 전망을 볼 수도 있습니다.

링크 : 빌 앤드루스의 텔로미어의 과학 리뷰