썬크림의 지속적인 효능효과는 어떻게 되나요?
안녕하세요? 아하(Aha) 의료 분야 지식답변자 정진석 의사입니다.
질문하신 내용에 대하여 아래와 같이 답변 드립니다.자외선이 문제가 되는 이유는 기미, 주근깨, 주름살, 일광 화상 등 우리에게 직접적인 해로움을 주기 때문이기도 하지만, 무엇보다 피부 세포에의 DNA를 변형시켜서 돌연변이 세포를 만들 수 있다는 가능성 때문이다. 사람의 모든 세포의 핵에는 유전 정보를 담고 있는 DNA가 있는데 이 DNA는 이중 나선 구조로 되어 있다.
DNA의 구조와 DNA 염기의 수소 결합<출처: 셔터스톡>
‘DNA 염기’라는 이야기는 학창 시절 과학을 공부한 사람이라면 한번 정도는 들어 봤을 단어일 것이다. 말 그대로 산과 염기를 이야기 할 때 그 ‘염기(base)’이다. 우리가 약한 염기성을 띠는 물질로 알고 있는 암모니아(NH3)는 질소가 가진 비공유 전자쌍에 산의 성질을 나타내는 수소 이온(H+)가 붙을 수 있기 때문에 염기가 된다. 따라서 질소가 포함된 탄소 화합물 대부분은 비공유 전자쌍이 있는 질소가 수소 이온을 받아들일 수 있으므로 암모니아와 비슷한 염기성을 가진 약한 염기라고 생각하면 된다. 그림의 DNA 염기 구조에서 확인할 수 있듯이 질소가 포함된 탄소화합물인 아데닌(Adenine), 구아닌(Guanine), 사이토신(Cytosine), 티민(Thymine)은 모두 염기성 물질이다.
DNA 염기 중 아데닌과 티민 사이에는 두 개의 결합(점선으로 연결된 부분), 구아닌과 사이토신 사이에는 세 개의 결합이 확인되는데, 이 결합이 화학에서 너무나 중요한 분자 간의 힘 중 하나인 ‘수소 결합(Hydrogen Bond)’이다. 두 분자 사이의 인력을 이야기하는 용어에 ‘결합’이라는 단어가 들어가서 의아할 수도 있지만, 분자 사이에 서로를 잡아당기는 힘이라고만 생각하기에는 그 강도가 매우 커서 ‘수소 결합’이라고 부른다.
화학에서 수소 결합을 중요하게 생각하는 이유는 생명체의 대부분을 구성하는 ‘물(H2O)’이 가지는 비정상적인 비열2)과 높은 증발열,3) 그리고 분자량이 비슷한 다른 물질과는 비교도 안될 만큼 높은 끓는점4) 같은 특이한 현상의 원인이 되기 때문이다. 이러한 물의 특성 때문에 사람의 체온은 요즘처럼 심한 폭염이나 겨울의 매서운 한파에도 일정한 온도를 유지 할 수 있으며, 지구의 온도 역시 일정하게 유지 되어 생명체가 살아가기 적합한 환경이 된다.
이런 수소 결합이 가능하기 위해서는 일단 한쪽 분자에는 전기 음성도가 가장 큰 원자들인 플루오린(F), 산소(O), 질소(N)와 직접 결합한 수소(H) 원자가 있어야 하고, 다른 분자에는 플루오린(F), 산소(O), 질소(N) 원자만 있으면 된다. 그렇게 되면 전기 음성도가 큰 원자랑 결합한 수소 원자는 가진 전자를 거의 빼앗긴 상태로 강한 (+)를 띠게 되고 상대 분자의 전기 음성도가 큰 원자들이 가진 강한 (-)와 쎈 정전기적 힘으로 서로 잡아당기게 되는데 이때의 힘이 분자들끼리 잡아당긴다고 보기엔 너무 큰 힘이라고 ‘결합’이라고 부르는 것이다.
자외선은 원자 간의 화학 결합을 끊을 수 있다(물의 수소 결합).
이런 강력한 수소 결합을 염기의 종류에 따라서 두 개 또는 세 개씩 하면서 연결되어 있는 DNA의 이중 나선 구조도 자외선을 만나면 상황이 달라진다. 자외선이 가진 강력한 에너지는 원자 간의 화학 결합을 끊을 수 있을 정도인데, 하물며 DNA 염기가 하고 있는 수소 결합은 원자 간의 결합력보다 더 쉽게 끊을 수 있다. DNA 염기간의 결합이 끊어졌다가 다시 연결되는 과정에서 원래의 유전 정보와는 다른 돌연변이 세포가 나타날 수 있고, 이런 돌연변이 세포 중에서 피부에 나타나기 가장 쉬운 것이 흑색종을 비롯한 피부암 세포들이기 때문에 자외선은 큰 문제가 될 수 있다.
아무쪼록 저의 답변이 문제 해결에 작게 나마 도움이 될 수 있기를 기원드립니다. 항상 건강하고, 행복하세요^^
정진석 치과의사 드림
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