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DNA 손상에 대한 진실: 신체에서는 매일 얼마나 많은 유전적 손상이 발생할까요?
우리 몸에서는 매일 눈에 보이지 않는 전투가 벌어지고 있습니다. 바로 DNA 손상과 복구입니다. 자연적인 노화로 인해든 외부적인 환경적 손상으로 인해든, DNA 손상은 놀라울 정도로 빈번하게 발생합니다. 연구에 따르면, 인간의 세포 하나는 하루에 약 10,000번의 DNA 손상을 경험한다고 합니다. 쥐와 래트 등 다른 생물체에서는 그 수가 10만 개에 달합니다. 이러한 손상은 단일한 화학적 구조적 변화에만 국한되지 않고, 사슬 절단, 뉴클레오티드 손실, 심지어 8-하이드록시-2'-데옥시구아노신(8-OHdG)과 같은 화학적으로 변형된 염기 그룹도 포함합니다.
DNA 손상은 비정상적인 화학 구조이고 돌연변이는 유전자 서열의 변화입니다.
이러한 DNA 손상은 세포의 정상적인 기능에 영향을 미칠 뿐만 아니라, 암 발생과 같은 더 심각한 병리학적 변화를 유발할 수도 있습니다. 복구 메커니즘이 존재하지만 항상 효과적인 것은 아니며, 특히 뇌나 근육 세포와 같이 더 이상 분열하지 않는 세포에 많은 손상이 축적될 수 있습니다. 시간이 지나면서 이러한 손상이 축적되면 노화 현상이 일어납니다. 우리가 나이가 들면서 DNA 손상의 양은 점점 늘어나는데, 이러한 현상은 노화와 관련된 DNA 손상 이론을 설명하는 데 점점 더 많이 사용되고 있습니다.
세포 주기 동안에는 세포 분열에 들어가기 전에 세포가 건강한 상태인지 확인하는 여러 가지 검사점이 있습니다.
세포에는 DNA 손상을 감지하기 위한 여러 개의 검사점이 있습니다. G1, G2, 스핀들 조립 체크포인트는 핵심이며 이러한 중요한 기간 동안 DNA 무결성을 구체적으로 모니터링합니다. 특히 S기 동안 세포는 DNA 손상에 가장 취약합니다. 이는 DNA 손상의 발생이 무작위적일 뿐만 아니라 세포의 생명주기와 밀접한 관련이 있음을 시사합니다. 이러한 사실을 바탕으로 우리는 DNA 손상의 다양성과 그 결과에 대해 더 깊이 이해할 수 있습니다.
세포의 산화적 손상은 대사와 가수분해를 통해 매일 발생합니다.
자연적으로 발생하는 DNA 손상은 주로 가수분해 중에 화학 결합이 끊어지거나, 세포 대사에 의해 방출되는 산화제에 의해 발생합니다. 세포가 산화되면 손상은 불가피합니다. 구체적으로, 산화적 손상은 DNA 구조를 변화시켜 30가지 이상의 변화를 초래할 수 있습니다. 따라서 이처럼 위험한 환경에서 세포가 이러한 도전에 어떻게 대응하는지는 과학 연구의 초점이 되었습니다.
DNA 복구 경로에는 유전자 절제 복구 및 상동 재조합 복구와 같은 여러 가지 중요한 메커니즘이 포함됩니다.
DNA가 손상되면 세포는 이를 복구할지 아니면 세포 사멸 프로그램을 촉발할지 선택할 수 있습니다. 만약 손상이 복구될 수 없다면 세포는 자기 파괴를 선택하는데, 이 과정을 세포사멸이라고 합니다. 세포사멸은 유해한 돌연변이와 발암을 예방합니다. 연구에 따르면 약 17개의 DNA 복구 단백질이 함께 작동하여 DNA 손상에 대응하고, 이들 단백질의 복구 기능과 세포사멸 신호가 번갈아가며 세포가 손상되면 보호 기능을 제공한다는 것이 밝혀졌습니다.
염증은 산화적 DNA 손상으로 이어지는 중요한 요인입니다.
만성 간염이나 위염과 같은 염증성 질환은 활성 산소종의 증가로 이어질 수 있으며 세포 내 산화 스트레스를 심화시켜 DNA 손상 위험을 증가시킵니다. 이런 종류의 손상은 복구 메커니즘을 통해 완화될 수 있지만, 손상이 복구 용량을 초과하면 재생 메커니즘이 활성화되어 궁극적으로 암 발병을 촉진하게 됩니다.
매일 수만 건의 DNA 손상에 직면하면, 이 보이지 않는 싸움이 우리 건강에 어떤 영향을 미칠지 묻지 않을 수 없습니다.
