DNA가 손상되면 세포는 어떻게 반응하나요?
생명에는 DNA이라는게 있습니다 그렇다면 만약 이 DNA까 손상이 되면 우리몸이나 생물들의 세포는 어떻게 반응하는지 구체적으로 궁금합니다
우리몸에서 DNA는 생각보다 많은 손상과 복구과정을 거치게 됩니다.
몸에서는 무수히 많은 반응들이 일어나고 있기 때문에
단일 염기가 돌연변이나 손상이 일어날 수도 있고, 부분적으로 손상이 일어날 수 있고
순서가 어긋나는 실수가 생긴 곳이 있을 수 있는 등 다양한 손상과 돌연변이 등이 일어나게 되고
이를 복구하는 시스템을 갖추고 있습니다.
간단하게 설명드리면 DNA가 손상되면, 손상의 종류에 따라 복구시스템이 활성화되게 되는데
손상을 인식하고, 해당 부위를 절단해서 다시 원래의 가닥으로 채우는 합성과정을 통해 복구하고 연결지으며
이 과정들을 DNA 폴리머라아제, 리가아제 등의 효소들이 관여하게 됩니다.
이러한 시스템이 작동하지 않으면, 돌연변이 등에 대한 저항도가 낮아져
암, 노화, 유전질환 등이 일어날 수 있다고 생각하시면 될 것 같습니다.
안녕하세요. 네, 질문해주신 것처럼 생명체의 세포는 DNA에 손상이 생겼을 때 정교한 방어, 복구 체계를 가동하는데요 DNA는 유전정보를 담고 있기 때문에 손상이 누적되면 암이나 세포 사멸 같은 심각한 문제가 생기므로, 세포는 여러 수준에서 대응하게 됩니다.
먼저 DNA가 복제되거나 분리되는 시점에 손상이 있으면 치명적이므로, 세포는 세포주기 검사점을 통해 일시적으로 분열을 멈추는데요, G1/S에서 DNA 복제 전에 손상 여부를 확인하고, G2/M에서 세포분열 전에 DNA 완전성을 점검하며 이 과정을 통해 손상이 복구될 때까지 분열을 지연시킵니다. 또한 손상의 종류에 따라 다른 복구 경로가 작동하는데요, 우선 산화, 알킬화 등으로 변형된 염기를 잘라내고 교체합니다.
하지만 이때 만약 손상이 너무 크거나 복구가 불가능하다면 세포는 p53 단백질 같은 ‘종양 억제 인자’를 통해 세포자멸사를 택하는데요 이는 스스로 죽어 다른 세포와 유기체 전체를 보호하는 방식입니다. 세포가 보유하고 있는 이러한 체계 덕분에 대부분의 DNA 손상은 바로 복구되는데요 그러나 방어망이 실패하면 암, 신경퇴행성 질환, 노화 촉진 등으로 이어질 수 있기 때문에 DNA 손상 반응은 생명 유지에 핵심적인 보호 장치라고 할 수 있습니다. 감사합니다.
DNA가 손상되면 세포는 손상을 인지하고 복구 시스템을 활성화하여 유전 정보의 안정성을 유지하려 합니다. 이 과정에서 세포 주기를 일시적으로 멈추어 손상된 DNA가 복제되거나 다음 세대로 전달되는 것을 방지하고, 다양한 복구 효소를 이용해 손상된 부위를 수선합니다. 만약 손상의 정도가 심각하여 복구가 불가능하다고 판단되면, 세포는 스스로를 파괴하는 세포 예정사, 즉 세포자살을 통해 개체 전체를 보호하는 방향으로 반응합니다.
손상 정도에 따라 달라질 수 있는데, 크게 복구, 정지, 그리고 사멸 세가지 정도의 반응을 보입니다.
가장 먼저 세포는 손상된 부분을 복구하려고 시도합니다.
비유하자면 마치 찢어진 옷을 꿰매듯, 특정한 단백질 효소들이 손상된 DNA 염기나 가닥을 잘라내고 새로운 염기로 채워 넣는 것이죠. 그래서 만약 손상이 복구될 수 있는 수준이라면, 세포는 손상된 DNA가 복제되지 않도록 잠시 세포 주기를 정지시켜 복구할 시간을 법니다.
하지만 손상이 너무 심각해서 복구가 불가능하다고 판단하면, 세포는 두 가지 길을 택합니다.
그 중 하나는 하나는 스스로 죽는 세포 사멸로, 손상된 세포가 암세포로 변이되는 것을 막는 가장 확실한 방법입니다.
또 다른 하나는 세포 노화 상태로 진입시켜 더 이상 분열하지 않고 활동을 멈추게 하는 것입니다.