[위대한 수업 요약] 로버트 와인버그 - 암이란 무엇인가

암 - 1강. 암이란 무엇인가

위대한 수업 다시 보기 링크 : https://www.ebs.co.kr/tv/show?prodId=411911&lectId=60117044

 

지난 40년 동안 MIT 화이트헤드 연구소에서 암을 연구해온 로버트 와인버그 교수

 

오늘의 주제 : 암이란 무엇일까

 

암이란?

• 암은 몸 내부에서 시작
• 잘못된 시간과 장소에서 세포가 증식해 발생한 질병
• 세포 질환, 세포와 조직들이 제대로 작동하지 못하는 것
• 단계를 거치며 공격적으로 성장

 

암의 진행과 돌연변이

암의 진행

• 암세포들이 성장단계를 거칠 때마다 비정상의 정도 높아짐
• 암세포 → 비정상적 세포 집단 → 조직(종양) → 인접한 조직으로 침투, 전이

 

돌연변이 유전자

• 비 정상적인 세포로 발전하면서 암세포는 돌연변이 유전자를 얻음
• APC 유전자 → DNA 메틸화 변형 → 18번 유전자 → Ras 유전자 → P53 유전자

• 돌연변이 유전자가 암세포를 점점 비정상으로 만듦
• 돌연변이는 암세포를 비정상적으로 행동하게 만드는 결과가 아닌 원인
• 유전 정보가 점점 망가짐

 

종양과 정상 조직의 비교

정상 조직

정상 조직 사진

• 정상조직 구조적으로 완벽한 조직
• 하나의 협력하는 기업체처럼 상호작용, 협력
• 약 30조 개의 세포들이 우리 몸을 형성하고 있음
• 정상 조직의 세포들은 이웃 세포들과 서로 소통, 어떻게 행동해야 하는지 의논

 

비정상 조직

비정상 조직 사진

• 비정상 조직의 유일한 목적 자기 증식
• 정상 조직과는 전혀 다른 모습

 

여러 장기에서 발생한 종양의 모습 (좌측 상단부터 식도암, 대장암, 뇌종양, 유방암, 간암)

 

암의 행동을 결정하는 것은?

무엇이 세포를 정상으로 만들고, 비정상으로 만드는가?

 

핵과 염색체, DNA

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• 실험실 페트리 접시에 배양된 개별 세포를 관찰해보자
• 하얀 윤곽선이 세포핵
• 세포핵 : 세포의 행동을 지배하는 정보 포함, 세포의 뇌
• 세포 증식과 같은 중요 행동 결정

 

• 세포핵 안에는 염색체가 있음
• 각각의 염색체 속에는 DNA가 들어있음 
• (염색체에 담긴 모든 DNA를 풀어보면 약 1-2M 정도)
• 세포 안 모든 DNA를 작은 염색체 안에 담으려면 엄청나게 압축되야함

 

• DNA 분자를 살펴보자
• 유전적, 생물학적 정보를 담고 있는 분자
• DNA는 A, C, G, T 4가지의 염기로 이루어져 있음
• 이 염기서열 조합으로 생명체의 다양성과 복잡성을 결정함 (30억 년 전에 만들어져 모든 종에 보존)

 

• DNA는 손상을 입을 수 있다
• 염기가 잘못된 자리에 있는 것 = 돌연변이
• 잘못된 정보는 세포가 증식하면 안 될 때 증식하라고 명령을 내릴 수 있다
• 암이 발생하는 이유를 알기 위해서 염기서열의 변화를 이해해야

 

소결론 : 염기서열 변화 → 잘못된 명령 → 비정상적인 세포 증식

따라서 돌연변이를 잘 살펴봐야

 

DNA가 단백질을 만드는 과정 (센트럴 도그마)

그런데 DNA의 정보는 어떻게 코드화 되어 단백질이 되는가?

 

• DNA 염기 서열은 RNA로 복제
• RNA는 단백질을 만듦
• 실제 세포 작업을 하는 건 단백질
• 단백질은 생화학적인 반응 수행, 구조를 만듦, 복잡한 생명활동 주관

 

소결론 : DNA→RNA→단백질, 이는 근본적 규칙

• 따라서 비정상적인 생물학적 행동에 대해 이야기할 때마다 생각해야 함
• DNA가 변하면, 단백질도 변하고, 세포도 비정상적으로 행동한다.

 

DNA 변화가 단백질을 변형시키는 예시

• 염기서열의 GGC가 GTC로 돌연변이
• 염기 서열의 사소한 변화는 단백질 구조의 변화 일으킨다.

 

• (블로그 작성자 주 : 염기 3개가 모여서 무슨 아미노산을 만들지 결정하고, 아미노산들이 모여 단백질을 이룬다. 염기 코드가 GGC일 경우 만들어지는 아미노산은 글리신이고, GTC일 경우는 발린이다.)
• 왼쪽은 정상으로 글리신이 만들어졌을 때 모습, 오른쪽은 발린이 만들어졌을 때의 모습
• 이러한 변화는 단백질이 제대로 기능하지 못하게 만들며, 고장 난 단백질은 암 증식의 원인이다.

 

모든 돌연변이가 암을 일으킬까 (유전자와 정크 DNA, 염색체)

• 32억 개의 염기를 가지는 DNA가 게놈을 이루고 2만 개의 유전자가 들어있다.
• 유전자(빨간 부분)는 다른 유전자 그룹과 분리, 흩어져 있다
• 각각의 유전자 그룹은 서로 다른 단백질 만듦
• 유전자 사이에는 단백질 만들지 않고, 세포 행동에 관여 않는 DNA(노란 부분)이 있다 
• 이 부분은 정크 DNA라 부름 (몇 가지 기능을 가지고 있긴 하지만)

 

• 유전자로 만들어진 다양한 단백질들은 생화학 반응, 세포구조, 조직 구조 구축...
• 유전자 중 일부분만이 세포 증식 여부 결정 영향

 

• 유전자가 바뀌면 세포 행동 영향
• 정크 DNA가 바뀌면 세포 행동 영향 없음

 

• 파란색 부분은 잘려서 삭제되거나 폐기된 유전자
• 파란 부분이 지나치게 커지면 유전자가 삭제되거나 전체가 제거될 수 있음
• 파란 부분 외에는 유전자 내에 그대로 남아있는데, 이런 주요 부분이 삭제된 유전자는 비활성화됨(게놈에서 완전히 삭제)

 

정상 세포 속 염색체 : 46개 쌍, 반은 어머니, 나머지 반은 아버지한테 받아옴

 

암세포 염색체 : 무작위, 혼란, 무작위 결합, 유전적 장애, 유전적 돌연변이의 척도

 

결론

돌연변이가 어떻게 세포의 행동에 영향을 주는지, 이 세포가 생명을 위협하는 종양이 될 수 있는지 탐구하려면 다양한 종류의 돌연변이를 이해해야 한다.

 

로버트 와인버그 - 암 다음 차시

[위대한 수업 요약] 로버트 와인버그 - 무엇이 암을 유발하나

 

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