이구
From Biocourse
1)
1)겸상적혈구빈혈증에 걸린 사람은 고산지대에 있거나 육체적 스트레스를 받을 경우 혈액 내 산소 분압이 낮아지면서 적혈구의 헤모글로빈 분자가 긴 막대로 뭉쳐져 낫 모양으로 겸상적혈구를 만든다. 겸상적혈구는 쉽게 파괴되어 심한 빈혈을 일으키고, 모세 혈관을 통과하기가 어려워 모세 혈관을 막으므로 육체적 피로, 통증, 뇌출혈, 폐·심장·신장의 기능 장애를 가져오기도 한다.
400명의 미국 흑인 가운데 한 명꼴로 발생하는 질환으로서 헤모글로빈을 암호화하는 유전자의 염기 하나가 바뀌어 비정상적인 헤모글로빈이 만들어지고, 이것이 적혈구에 축적되어 적혈구의 모양이 낫 모양(겸상)으로 되는 유전자 돌연변이이다.
2)
지중해 빈혈의 원인으로는 정상 헤모글로빈 분자는 두 개의 알파 체인과 두 개의 베타 체인으로 이루어져 있으며, 각 체인은 서로 다른 유전자에 의해 만들어 진다. 이 질병은 헤모글로빈을 만드는 유전자가 잘못되어 알파나 베타 체인을 충분히 만들어내지 못하기 때문에 발생한다. 베타 체인에 이상이 있는 경우가 더 흔하다.
상염색체 열성 질환이므로 양쪽 부모에게 이상 유전자를 물려받는 경우 증상이 심하게 나타난다. 알파 체인을 만드는 데에는 네게의 유전자가 관여한다. 유전자 가운데 한 개에서 세 개만 이상을 보이는 환자들은 대부분 아무런 증상도 나타나지 않는다. 이와 달리 네 개 모두 이상이 있는 경우엔 태어나기 전에 사망한다.
halassemia minor환자는 증상이 별로 없고 중증의 경우에도 별다른 증상은 없으나 빈혈이 있습니다.
이 증후군은 보통 생후 2 ~ 3세 아이에 시작이 되고 발열, 식욕부진 및 장백 등으로 시작하여 경도의 황달이 동반됩니다.
일반적으로 신체 발육의 지연을 들 수 있으며 영양부족과 비장비대로 인한 복구팽만이 현저합니다.
오랫동안 수혈을 받은 소아환자에게 피부의 멜라닌 색소증가와 진피의 혈철소 침착증 때문에 피부가 황갈색을 띠게 됩니다.
원인으로는 겸상 적혈구 적혈구내에 겸상 적혈구가 있는 여러 가지 유전성 빈혈을 말합니다.
탈라세미아라고도 한다. 이 질병은 적혈구의 결핍을 동반하는데, 2개의 중요한 유형은 α와 β타입으로 이는 적혈구의 헤모글로빈 부족에 의한 것이다. 지중해빈혈은 베타헤모글로빈쇄(β-hemoglobin chain) 유전자의 점돌연변이(point mutation) 및 결실에 의하여 발병하는 것으로 알려져 있다. 일반적으로 이탈리아·그리스 ·중동·남아시아·아프리카 등에서 많이 발생하며, 외형적으로는 특별한 증세가 나타나지 않는다. 출생 시에는 건강해 보이지만 출생 후 1~2년 후에는 얼굴이 창백해지고, 정신이 혼미해지며, 식욕이 떨어지고, 성장하면서 피부가 노랗게 변하는 증세가 나타난다.
3)
즉 HbS의 경우 아미노산 염기서열 중 6번째 존재하는 글루탐산(glutamic acid)이 발린(valine)으로 바뀌면서 증상이 일어나는 것이다.
이러한 돌연변이는 글루탐산에 대한 코돈 중에서 하나의 염기가 바뀌어 발린에 대한 코돈으로 변화되었기 때문에 생긴 것이다.
정상 DNA GTT CAT TTG ACT CCT GAA GAG ․․․
CAA GTA AAC TGA GGA CTT CTC ․․․
겸상 DNA GTT CAT TTG ACT CCT GTA GAG ․․․
CAA GTA AAC TGA GGA CAT CTC ․․․
4)
단 하나의 염기와 단 하나의 아미노산 교체로 인해 이러한 큰 차이를 보이는 것은 글루탐산과 발린 이 두 아미노산의 성질이 매우 다르다는 사실에 있다.
글루탐산은 친수성 아미노산이고, 발린은 소수성 아미노산이다. 즉, 원래의 헤모글로빈을 만들며 친수성의 글루탐산은 베타사슬의 표면에 자연스럽게 노출된다. 그러나 글루탐산 대신에 들어간 발린은 소수성 아미노산이기 때문에 베타사슬의 한 표면에 물을 싫어하는 소수성 부위가 생기는 것이다. 이것은 전체적인 분자의 성질에 매우 큰 변화를 일으키게 된다.
5)
돌연변이는 자연발생적으로, 또는 전자기 방사선이나 화학물질등과 같은 외부요인에 의해 발생합니다.
돌연병이는 긴 사슬형의 디옥시리보헥산 분자에 있는 유전자에서 일어납니다.
dna 사슬의 뼈대는 당과 인산의 반복으로 이루어지며 아데닌, 티민, 구아닌, 시토신의 4가지 염기가 당에 결합되어 있습니다.
구조적으로 각 dna 분자는 한쪽 사슬의 염기가 다른쪽 사슬의 염기와 결합함으로써 2가닥의 나선구조가 생기는데, a는 항상 t와 결합하며, g는 언제나 c와 쌍을 이루기 때문에 2가닥의 염기서열은 상보적이 되는데. 염기의 배열이 한 생명체의 유전암호를 결정하며, 이 유전암호가 세포수준의 단백질 합성을 지시합니다.
이 유전암호의 단위를 코돈이라고 하며, 각각 특정 아미노산을 지정하는데, 하나의 코돈은 GAG, TCA와 같이 3개의 염기로 이루어져 있으며, 4개의 염기는 64가지의 코돈을 조합할 수 있는데, 단백질은 단지 20종류의 아미노산들의 결합으로 이루어지기 때문에 대부분의 아미노산은 1개 이상의 코돈을 가지게 됩니다.
돌연변이는 1개의 염기가 다른 염기로 치환되거나, 1개 또는 그 이상의 염기가 유전자 삽입 또는 결실되어 일어나는데, 치환돌연변이는 단지 1개의 코돈에만 변화를 주기 때문에 그 효과는 미미하고, 그 이유 중의 하나는 앞에서 말한 바와 같이 유전암호의 여분 때문일 것이며, 많은 코돈이 같은 의미를 가지므로 코돈이 달라졌더라도 같은 아미노산을 지정할 수 있기 때문입니다.
치환 된 돌연변이가 절대 심각한 결과를 낳지 않는다고는 말할 수 없지만, 적혈구의 중요한 구성 단백질인 헤모글로빈은 부색 개의 아미노산으로 구성되어 있는데, 염기 1개가 바뀌는 치환 돌연변이를 통해 1개의 아미노산이 다른 아미노산으로 바뀌면 낫 모양의 비정상적인 헤모글로빈을 형성합니다.
단지 1개의 코돈이 치환돌연변이에 의해서 영향을 박는 경우와는 달리, 염기의 첨가 및 결실은 전제 유전자의 판독주고를 변화시켜 돌연변이가 일어난 위치부터 유전자 끝까지의 모든 코돈을 변화시키고, 예를 들어 TAG GGC ATA ACG ATT로 판독되는 유전자의 경우 첫번째 코돈인 TAG 앞에 A가 첨가되면 전체 유전자의 판독구조는 ATA GGC CAT AAC GAT T로 바뀌게 될 것이며, 이렇게 많은 코돈을 변화시키기 때문에 염기의 첨가 또는 결실은 유전자에 큰 영향을 미치게 되고, 이러한 돌연변이가 일어났다 하더라도 우성의 정상 유전자에 의해 그 돌연변이의 효과가 억제될 수도 있습니다.
