생활 속의 생명과학 (Biological Science for Life) 13강. DNA 검사 13 주차 강의
DNA 검사 - 법의학 과학 앞에 완전범죄는 더 이상 없다 [아시아경제] 2009.4.15 범인라고 확신하고 추적하던 용의자의 DNA가 현장에서 발견된 것과 일치하지 않는다면, 형사는 용의자를 더 이상 잡아둘 수 없다. 결정적인 증거가 없기 때문이다. 이는 화성연쇄살인사건을 소 재로 한 영화 '살인의 추억'의 한 장면이기도 하다. 영화를 본 많은 이들이 "현 수준의 과학수사 기법이라면 진범을 잡을 수 있었을텐데..."라는 아쉬움을 나타내곤 했다. 지난 1월 연쇄살인범 강호순의 혐의를 밝히는 데도 과학수사가 결정타가 됐다. 강씨의 점퍼에서 발견된 혈흔에서 실종된 주부 김씨의 DNA가 발견됐다는 국립과학수사연구소 분석 결과에 결국 강씨는 두손을 들고 범죄사실 일체를 자백했던 것이다 유전자 검사 더 빨라졌다 과학수사에서 가장 효과적인 증거가되는 것이 바로 유전자다. 범인이 현장에 남기는 유전자는 움 직일 수 없는 증거가 되기 때문이다. 올해 1월 연쇄살인범 강호순이 죄를 자백한 것도 DNA라는 결정적인 증거가 있었기 때문이다. 하지만 화성연쇄살인사건이 일어났던 1980년대 후반만해도 유전자 검사를 위해 미국까지 샘플을 보내야 했다. 20년이 지난 지금 우리의 유전자 검사 기술은 비약적으로 발전했다. 유전자 검사분야 연구책임을 맡고 있는 서울의대 이숭덕 박사팀은 "개인식별을 위한 유전자 검사를 좀 더 빠르고 효율적으로 발전시키고 과학수사 현장에서 활용될 수 있게 하기 위한 연구를 진행해 왔다"고 밝혔다 이 박사 발전시키고 과학수사 현장에서 활용될 수 있게 하기 위한 연구를 진행해 왔다 고 밝혔다. 이 박사 팀은 유전자 추출 과정을 생략하고 유전자 검사를 진행할 수 있는 '반응용액'을 개발했으며, 이를 통해 유전자 검사에 필요한 비용과 시간을 획기적으로 줄이는 성과를 거뒀다.
DNA 검사 인간을 동정하는 가장 확실한 수단 "한국이 유전자 검사 빨리 하니 " 유엔의 부탁 [조선일보] 2008. 3. 7. 안희중(41) 국방부조사본부 유전자감식과장은 유엔평화유지활동(PKO) 헬기가 추락한 네팔의 사 고현장에 갔다 7일 새벽 돌아왔다. 그는 작은 냉장 보존용기를 들고 있었다. 그 안에는 사고로 숨진 고 박형진(50 육사38) 중령 등 사망자 10명의 시신에서 채취한 피부 2~3 점씩 모두 29개의 신체 부위가 담겨 있었다. 사고 당시 추락 헬기가 불타면서 사망자들 시신이 알아볼 수 없을 정도로 훼손되는 바람에 유전자(DNA) 검사를 통해 신원을 확인하려는 것이다. 이번에 사망한 사람은 박 중령 이외에 네팔인 3명, 러시아인 3명, 인도네시아 스웨덴 감비아인 각 1명씩이다. 국방부 유전자감식과가 이들에 대한 유전자 감식을 맡았다. 처음에는 현지 병원이 유 전자감식을 맡고 안 과장을 포함한 우리 사고조사반은 이 결과를 받아 박 중령의 신원을 확인할 예정이었다. 하지만 유엔네팔임무단(UNMIN)이 우리측에 사망자 전원에 대한 감식을 해달라고 요청해왔다. 이유는 네팔 현지 병원엔 혈액을 분석하는 정도의 기초 장비만 있었고, 그 장비도 1 년 이상 사용하지 않은 것이어서 유전자 감식이 불가능했기 때문이다. 이 때문에 UNMIN은 인근 의 인도에 감식을 의뢰하려 했지만 결과가 나오기까지 3개월 이상 걸린다는 답변을 받았다 의 인도에 감식을 의뢰하려 했지만, 결과가 나오기까지 3개월 이상 걸린다는 답변을 받았다. UNMIN은 현장에 제일 먼저 도착한 우리측에 "한국의 유전자 감식기술 수준이 높으니 도와달라" 고 부탁했다. 이번 사망자 유해에서 채취한 피부 등은 작은 것은 손톱만하고, 큰 것은 손가락만하다. 여기에서 10mg 정도의 작은 샘플을 채취, 약품(분해시약)처리해 섭씨 55도를 항상 유지하는 용기에 넣어 18시간 이상 반응시킨다.
한면수 국립과학수사연구소 법의학부 과장은 "이 과정을 거치면 세포와 그 안에 있는 세포질, 핵 등이 완전히 분해되고 DNA를 둘러싸고 있던 단백질이 벗겨지면서 DNA가 분리된다"고 말했다. 분리된 DNA는 '유전자증폭기'로 옮겨지는데, 3시간이 지나면 1억배 정 도로 그 수가 많아져 기계가 자동으로 분석할 수 있는 수준이 된다. 한 과장은 "DNA는 당과 인, 염기 등으로 구성되며 이 중 염기는 또 다시 4 가지 성분으로 구성된다"며 "이 성분들이 일정한 순서로 늘어선 '염기서 열'을 분석하면 가족관계인지 여부를 알 수 있다"고 말했다. 유전자감식과는 이미 박 중령 부인과 아들의 입안 세포를 면봉으로 채 취해 유전자분석을 해 놓은 상태다. 다른 나라 사망자의 경우, 신원확인 을 위해 유가족 시료가 필요한데 이는 UNMIN이 한꺼번에 모아 우리 유 전자감식과에 보낼 예정이다. 국방부측은 외국 시료가 늦게 도착하더라 도, 이르면 8일쯤 박 중령 신원이 확인되면 우선적으로 박 중령 유해의 국내 운구를 추진할 계획이다. 앞서 국방부는 6 25 전사자 유해를 발굴하기 위한 발굴단을 2000년에 조직한 뒤 작년 말까지 2018구를 발굴, 이 가운데 70명을 유전자 감식 으로 신원을 확인했고, 이 중 40명에 대해서는 유가족까지 찾아냈다.
(1) 염색체 염색체 (Chromosome): 세포의 핵 안에서 발견되는 DNA의 응축된 형태 DNA (Deoxyribonucleic acid): 유전물질 인간의 23쌍의 염색체 22쌍의 상염색체 (autosome) 1쌍의 성염색체 (sex chromosome): 남성 XY / 여성 XX 핵형 (Karyotype): ayotype): 한 개인의 염색체들의 사진 - 백혈구 분리 - 콜히친 처리 (미세소관 형성 억제 세포분열 중지 체세포분열 중기에서 멈춰진 복제된 염색체 세포 팽창파괴 염색체 분리 염색체 염색 관찰
진핵세포의 DNA는 히스톤(histone) 단백질이 휘감고있는 뉴클레오솜(nucleosome)단위로 이루 어지고, 이는 다시 실에 꿰인 구슬처럼 연결되어 있 는 Chromatin (염색사 또는 염색질) 형태가 된다. 세포분열시 염색체 (chromosome)의 형태로 작게 응축된다. DNA의 복제나 RNA의 전사시 DNA가 Histone 단백질로부터 분리된다.
상동염색체 (homologous chromosome): 한 체세포 내에 존재하는 크기와 모양이 같은 염색체
(2) DNA DNA의 구조에 대학 해석 Modeling of DNA double-helix By James Watson & Francis Crick Early X-ray diffraction studies By Franklin and Gosling
DNA 구조의 특징 DNA 이중나선은 이중가닥으로 구성되어 있다 각각 가닥은 역평행한 뉴클레오티디(nucleotide)의 중합체 사슬로 구성된다 각 뉴클레오티드는 당, 인산, 질소염기로 구성된다 염기에는 4개의 종류가 있고, 염기와 염기 간 상보적 염기쌍을 이루고 있다 Watson-Crick base pairs Watson Crick base pairs :수소결합에 의한 상보적 염기쌍 (complementary base pairs) 형성
two purines: adenine and guanine two pyrimidines: cytosine and thymine Chargaff s rule: the amount of adenine equals the amount of thymine, and the amount of guanine equals the amount of cytosine.
DNA의 역평행 이중나선 DNA polymerase (DNA 중합효소)에 의한 DNA의 새로운 가닥 합성과정
DNA 유전정보: DNA 염기서열 DNA polymerase (DNA 중합효소)에 의한 DNA의 새로운 가닥 합성과정
(3) DNA 지문을 이용한 개체의 동정 DNA 제한효소 (DNA restriction endonuclease) (by Stuart Linn & Werner Arber) DNA를 절단하는 세균이 가진 효소. DNA를 정해진(제한된) 장소에서 (DNA의 특정염기서열을 인식) 절단하기 때문에 이 이름이 붙었다. 본래는 대장균에 감염한 대장균 바이러스의 DNA를 절단하는, 세균의 자기 방어를 위한 효소. 다양한 세균에서 여러가지 종류의 제한효소가 발견되고 있다. 유전자 재조합 기술에서는 DNA를 겨냥한 장소에서 절단하기 위해 제한효소를 이용하고 있다. 이를테면 EcoRI과 BamHI이라는 제한 효소가 절단하는 위치는 각각 다음과 같다. EcoRI BamHI GAATTC CTTAAG GGATCC CCTAGG
서로 다른 사람의 DNA를 제한효소로 처 리 서로 다른 DNA 서열을 가지므로 서 로 다른 길이의 DNA 절편이 형성 이들 서로 다른 DNA 절편을 각각의 분 자량에 따라 분리: 전기영동 (DNA는 negative charge) 전기영동 후 젤의 DNA를 여과지로 옮 기고, 수소결합을 깨는 화학처리를 통해 단일가닥 DNA로의 형성 여과지 상의 단일가닥 DNA에 상보적으로 결합할 수 있는, 방사선을 띠는 단일가닥 DNA 탐침을 이용, 개별 간 차이를 보이는 DNA 염기서열을 지닌 DNA 절편을 표지 방사선 탐침으로 표지된 DNA를 X-ray 필 름에 노출시켜, 서로 다른 염기서열로 서로 다르게 잘린 DNA 조각의 크기를 확인
(예) 살인사건의 DNA 지문 분석 1. Polymerase Chain Reaction(PCR)에 의한 DNA 증폭 작은 양의 샘플(세포)로 부터 얻은 매우 소량의 DNA도 짧은 시간 내에 증폭 2. DNA 제한효소 처리; 특정 제한효소로 특정 염기서열의 DNA를 절단 3. 잘린 DNA 절편을 전기영동으로 분리; 절단되 DNA의 조각을 그 크기에 따라 분리 4. 용의자 및 피해자 샘플의 DNA 절편 비교 분석