유전자 가위 보고서 내용 추가

글쓴이 seojiwoo0707 날짜

주제 : 유전자 가위의 과거와 현재 그리고 미래

https://m.blog.naver.com/hyouncho2/220729629452

보고서를 쓰는 이유

1. 교과서 마지막 단원인 생명공학에 대해 더 알아보고 싶어서

서론

  1. 유전자 가위란?

-동식물의 몸 속에는 DNA 부위를 자르는 데에 사용하는 인공 효소가 있는데, 이를 이용하여 인공적으로 유전자의 잘못된 부분을 잘라내어 문제를 해결하는 유전자 편집기술이다. 즉 손상된 DNA를 절단하고 정상 DNA로 갈아 끼우는 짜깁기 기술을 의미한다.

  • 유전자 가위의 대략적인 역사

– 유전자 가위는 1,2,3 세대가 존재하며 최근 3세대인 크리스퍼 (CRISPER)가 개발되어서 사용되고 있다.

– 2003년 1세대인 ‘징크핑거 뉴클레이즈’가 나온 이후 2011년 말에는 2세대 유전자 가위 ‘탈렌’, 2013년 초에는 3세대 ‘크리스퍼-Cas9 유전자 가위’ 기술이 나왔다.

본론1

  1. 1 세대 유전자 가위

1세대 유전자 가위,징크핑거 뉴클레이즈(Zinc Finger Nuclease, ZFN)

:징크핑거와 3~4개의 뉴클레이즈가 결합하여 있음

  1. 계기: 1980년대 중반 아프리카 발톱개구리의 유전자를 연구하던 과학자들은 단백질 하나에 개구리의 DNA에 단단히 결합해 있다는 것을 발견했다. 이 고리들의 중심에는 안정된 아연이온이 자리잡고 있었는데 손 모양의 특이한 구조를 감안 하여, 과학자들은 이 단백질에 징크핑거라는 이름을 지었다.
  2. 원리: ‘스린바산 찬드라세가란’은 징크핑거 6개를 엮고 단백질 절단을 위해 세균들이 사용하는 ‘제한효소’ 그중에서도 ‘Fokl’이라는 효소를 결합하여 제 1세대 유전자가위를 탄생시켰다.
  3. 활용:
  4. 결과

본론2

1. 2세대 탈렌 유전자 가위

           1) 계기: 세균, 특히 식물성 병원체인 잔토모나스에서 유래한다. 탈렌에는 징크핑거와 같이 손가락과 유사한 구조가 없으며, 이것이 DNA에 결합하는 방식을 보면, 세포 내에서 자연히 일어나는 방식을 연상시킨다.

           2) 원리

           2) 활용 

           3) 결과

본론3

1. 3세대 크리스퍼 유전자 가위

           1) 계기: 1987년 일본의 오사카 대학교의 과학자들은 흔한 세균을 연구하던 중 특이한 점을 발견했다. 한 유전자 옆에서 특이한 DNA 시퀀스가 계속 반복되고 있었던 것이다. 그로부터 28년이 지난 지금 그 시퀀스의 생물학적 의미가 알려지며 그 시퀀스의 이름이 바로 크리스퍼이다. 세균이 바이러스와 싸우기 위해 사용하는 정교한 면역시스템의 일부로 밝혀 졌으며, 탈렌과 마찬가지로 세균의 항바이러스 메커니즘에서 유래한다.

           2) 원리

가이드 RNA는 문자 그대로 DNA 중에 어떤 부분을 절단할 것인지 안내하는 가이드 역할을 한다. 이때 가이드에는 RNA의 기능이 어느 정도 사용된다. DNA는 주로 핵에 정보를 저장하는 역할을 하고 RNA는 그 정보를 변환하는 역할을 한다. 이 역할 덕에 RNA는 DNA의 서열에 상보적 결합이 가능하다. 크리스퍼는 이러한 RNA의 특성을 활용해, RNA의 염기서열에 자신과 정확하게 결합하는 DNA 서열을 찾아 결합하는 것이다.

이 가이드 RNA는 DNA의 이중 나선을 절단하는 효소, 즉 제한효소라고 불리는 캐스9과 하나의 복합체를 형성한다. 유전자를 조작하고 싶은 부분에 이 효소를 넣으면 목표한 DNA 서열을 찾아내 캐스9가 DNA를 절단하게 된다. 세포는 DNA가 절단되었을 때, 복구하고자 하는 기능을 가지고 있다. 따라서, 원래 서열로 복구가 되면 또 다시 크리스퍼 캐스9가 작동하여 이를 절단하게 된다. 이 과정이 계속 반복적되는 중에 “복구 오류”가 나타나고 원래의 서열과 몇개의 염기에서 차이를 보이게 된다. 변화가 나타나면 크리스퍼는 작동을 멈추고, 복구 오류로 변화된 서열은 원래의 기능은 발휘하지 못하게 된다. 이런 식으로 절단하고자 하는 유전자를 정확하게 찾아내, 파괴(녹아웃)하는 것이 가능해진다.

또한 이 기술을 활용해 절단뿐만 아니라 원하는 곳에 유전자를 추가할 수도 있다. 크리스퍼 캐스9과 함께 새롭게 추가하고 싶은 DNA 서열을 넣으면, 세포가 절단된 부분을 복구하는 과정에서 추가된 DNA 서열을 흡수하게 된다. 문자 그대로 유전자를 자르고 다른 유전자를 붙여 넣은 ‘편집’이 가능하게 되는 것이다.

  • 활용     

http://dongascience.donga.com/news.php?idx=27325

           3) 결과

본론4

유전자 가위 비교 대조 및 장단점

본론5 or 결론

1. 유전자 가위의 미래

           1) 동물 복제

           2) 식물 복제

           3) 유전자 가위 관련 생명 윤리 문제

결론

1)

2)

<참고 문헌>

https://www.astronomer.rocks/news/articleView.html?idxno=83103

카테고리: 보고서

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