유전자재조합은 특정 유전자 DNA나 인공 합성 DNA를 시험관에서 효소 등을 이용해 절단하고 연결하여 새로운 DNA 조합을 만드는 기술이다. 이렇게 만든 재조합 DNA를 플라스미드나 바이러스 DNA 같은 벡터에 결합하면, 벡터가 DNA를 숙주세포로 운반하고 복제하는 데 쓰일 수 있다.[2]

1. 개요

재조합 DNA를 숙주세포에 넣어 증식시키고, 특정 유전자 DNA를 포함한 세포를 얻는 과정까지 통틀어 재조합 DNA 실험이라고 부르기도 한다. 이 기술은 1970년대에 들어 급속히 발전했으며, 염색체 교차 같은 자연적 유전적 재조합과 구분되는 인위적 조작에 의한 재조합이다.[2][3]

유전자재조합은 특정 DNA 또는 인공합성 DNA를 절단·연결해 벡터에 결합하고 재조합 DNA를 만드는 기술을 가리킨다. 법률상 유전자변형생물체는 현대생명공학기술로 새롭게 조합된 유전물질을 포함하는 생물체로 정의된다. 따라서 DNA 제작 기술과 그 기술로 조합된 유전물질을 포함하는 생물체는 관련되지만 서로 다른 범위의 개념이다.[1][2]

2. 재조합 DNA의 구성과 제작 원리

재조합 DNA는 목표 DNA 조각과 이를 증식 가능한 형태로 운반하는 벡터를 결합해 만든다. 벡터의 예로 플라스미드와 바이러스 DNA가 제시되어 있으며, DNA 조각을 자르는 제한효소와 조각을 이어 붙이는 DNA 연결효소가 제작에 쓰인다.[2][6]

한 사례에서는 서로 다른 두 플라스미드 DNA를 제한효소로 절단한 뒤, DNA 연결효소로 두 플라스미드에서 나온 조각을 연결했다. 새 플라스미드는 두 원래 플라스미드의 염기서열과 기능을 갖도록 구성되었다.[6]

3. 벡터 도입과 숙주세포 증식

재조합 DNA를 숙주세포 안에 도입하면, 해당 DNA를 포함한 세포를 증식시킬 수 있다. 플라스미드에 결합한 DNA를 대장균에 도입한 사례가 있으며, 이때 대장균은 재조합 플라스미드를 가진 숙주세포로 기능한다.[2][6]

관련 교육 내용에는 벡터의 이용뿐 아니라 유전자 전달 방법과 재조합체 선별도 포함된다.[5]

4. 기술의 활용 분야

재조합 DNA 기술은 유전자의 구조와 기능을 연구하고 유용한 물질을 생산하는 데 활용된다. 예를 들어 유전자변형 세포를 이용해 호르몬을 대량 생산할 수 있으며, 생쥐·염소·소의 젖에서 의학적으로 유용한 단백질을 생산한 사례도 소개되어 있다.[6][7]

응용 범위에는 농작물의 병해충 저항성이나 염·가뭄·침수 같은 환경 스트레스에 대한 내성, 형질전환 동물과 어류의 생산이 포함된다. 교육 과정에는 의약·산업 분야의 호르몬과 백신 생산, 오염 제어와 폐기물 처리 같은 환경 관련 응용도 제시되어 있다.[5]

5. 유전자변형생물체의 정의와 안전관리

한국의 「유전자변형생물체의 국가간 이동 등에 관한 법률」에 따른 유전자변형생물체는 현대생명공학기술을 이용해 새롭게 조합된 유전물질을 포함하는 생물체다. 여기서 현대생명공학기술에는 유전자의 인위적 재조합, 핵산을 세포나 세포 내 소기관에 직접 주입하는 기술, 분류학상 과의 범위를 넘는 세포융합기술이 포함된다.[1]

안전관리 업무는 용도에 따라 여러 기관에 배분되어 있다. 질병관리청은 보건의료용 및 시험·연구용 유전자변형생물체의 안전관리, 시험·연구용 생물체의 수입 및 개발·실험 승인, 인체위해 3·4등급 연구시설의 설치·운영 허가 등의 업무를 맡는다.[1]

6. 관련 문서

  • 재조합 DNA 실험
  • 플라스미드 벡터
  • 제한효소
  • DNA 연결효소

7. 인용 및 각주

[1] Wwww.kdca.go.kr(새 탭에서 열림)

[2] Nnifos.forest.go.kr(새 탭에서 열림)

[3] Wwww.forest.go.kr(새 탭에서 열림)

[5] Iibge.gau.edu.bd(새 탭에서 열림)

[6] Wwww.nature.com(새 탭에서 열림)

[7] Uunisquads.io(새 탭에서 열림)