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자외선에 의해 손상된 식물의 DNA 수리(Repair of DNA damage induced by solar UV)

전문가 제언: □ DNA는 유전의 신비를 담은 생명정보의 원천이다. 화학물질이나 자외선에 손상을 받으면 피리미딘 이량체의 형성, 단일 염기의 화학적 변화, 상보적 DNA 사슬 사이의 교차결합, 단일 또는 이중 사슬의 절단 등의 변화가 일어난다.

□ 동식물 세포가 자외선에 많이 노출되면 노화가 촉진된다. 일시에 과량이 조사되면 암을 유발하거나 죽게 된다. 자외선에는 단파장(200~300nm)과 장파장(300~400nm)이 있는데, 전자의 최대 흡광도는 254nm에서 나타나며, 이량체(티민-티민, 티민-시토신, 시토신-시토신)를 생성한다. 그 결과 트란지션(GC→AT), 트란스 버전, 프레임쉬프트 현상이 나타난다. 이 밖에도 X-선․β선․γ선 등의 이온화 조사(Ionizing Radiation)에 의해서도 DNA는 손상된다. 단일사슬이 파괴되면 recA의존적 수리기구에 의해 90% 이상 수리되지만, 이중사슬이 모두 파손되면 전위(轉位)나 역위(逆位)가 일어나 회복이 어렵다.

□ 이처럼 동식물 세포는 스스로의 생존을 위해 다양한 DNA 수리기구를 가지고 있는데 지금까지 밝혀진 것이 50여 종 이상이다. 대표적 수리기구로는 식물세포의 광회복과 DNA 수리가 어려울 때 나타나는 바이패스 폴리머라제에 의한 DNA 복사를 비롯해, 삭제수리(Excision Rrepair) 복제 후 재조합(Postreplicative Recombination), SOS수리, 적응수리(Adaptive Repair) 등이 있다.

□ 이러한 DNA 수리기구가 모든 세포에 존재하기 때문에 생물의 종은 원형을 유지하면서 오늘에 이른 것이다. 이는 진화의 불가능에 대한 증거로 해석되기도 한다. 한편, 이러한 자외선을 미생물에 조사해 유용한 균주를 개량하는데 이용하기도 한다. 오늘날 사용하는 산업용 발효균주는 대부분 자외선 조사와 더불어 목적대사물질의 아날로그 내성을 부여한 복합 변이주들이다.

저자: Britt, AB
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