수평적 유전자 전달이란?
데이비드 쾀멘(David Quammen)의 저서 "진화를 묻다"에서 다루는 수평적 유전자 전달(Horizontal Gene Transfer, HGT)은 유전학과 진화 생물학에서 매우 중요한 개념이다. HGT란, 전통적인 유전자 전달 방식인, 부모로부터 자식으로의 수직적 유전자 전달(Vertical Gene Transfer, VGT)과는 달리, 같은 세대의 개체들 사이에서 유전자가 전달되는 과정을 말한다.
HGT가 유전자를 전달하는 방식은 다음의 네 가지로 구분할 수 있다.
세균(Bacteria)과 바이러스 간의 유전자 교환
세균은 플라스미드(plasmids)라고 불리는 작은 원형 DNA 조각을 통해 서로 유전자를 주고받을 수 있다. 바이러스 또한 숙주 세포에 침입하여 자신들의 유전자로 유전적 변이를 일으킬 수 있다.
형질 도입(Transduction)
바이러스는 한 세포에서 다른 세포로 유전 물질을 전달할 수 있다. 바이러스가 숙주 세포에 침입하여 그 유전 물질의 일부를 새로운 숙주 세포에 전달할 때 발생한다.
형질 전환(Transformation)
세균은 주변에서 떠다니는 DNA 조각을 흡수하여 자신의 유전체에 통합할 수 있다.
접합(Conjugation)
서로 다른 두 세균이 물리적으로 접촉하여 유전 물질을 주고받을 수 있다. 주로 접합관이라는 기관을 통해 교환이 일어난다.
진화를 묻다
데이비드 쾀멘은 자신의 저서 ‘진화를 묻다’에서, 수평적 유전자 전달이 우리가 알지 못했던 진화의 중요한 원동력임을 강조한다. HGT는 유전적 다양성을 증가시키고, 특히 미생물 간에 급속하게 적응하도록 만든다. 일반 사람들이 가장 이해하기 쉬운 예로, 새로운 종의 세균이 발견되면 이에 대항하는 항생제가 개발된다. 그러면 이 항생제에 내성을 가지게 된 세균이 생기고, 이 세균의 유전자가 수평적 유전자 전달을 통해 빠르게 자신의 내성을 확산시킬 수 있다는 것이다.
생명의 나무
또한, 수평적 유전자 전달은 우리가 진화에 대해서 오랫동안 정설로 받아들였던 생명의 나무(evolutionary tree)를 복잡하게 만들어, 단순히 수직으로 가지를 뻗는 구조의 나무가 아닌, 가지들 간에 옆으로 얼키고 설킨 복잡한 그물망 형태로 탈바꿈하게 만든다.
"진화를 묻다"는 이러한 과정을 통해 생명체들이 어떻게 진화해 왔는지를 심도 있게 탐구하며, 수평적 유전자 전달이 우리의 이해를 어떻게 새로운 진화의 단계로 향하게 하고 있는지 설명해 준다.
본 포스트는 데이비드 쾀멘(David Quammen)의 저서 "진화를 묻다"의 내용을 바탕으로 작성되었습니다.
생명의 진화를 더 깊이 이해하고자 하는 사람들에게 좋은 인사이트를 주는 도서로 추천합니다.
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