GMO식품이란 유전자 재조합을 통해 새롭게 만들어진 농작물을 원료로 만든 식품이다.
유전자 재조합은 유전자를 인위적으로 바꾸는 것이다.
세계 최초의 유전자 재조합 식품은 미국에서 개발된 ‘무르지 않는 토마토’다.
이 토마토 외에도 유전자를 재조합한 옥수수, 콩, 감자 등이 계속 개발되어 왔다.
유전자 재조합 기술
GMO식품은 유전자 재조합 기술에 의해 만들어진다.
restriction enzyme: 제한 효소 DNA ligase : DNA 연결효소 vector : DNA 운반체
유전자 재조합 기술에는 재조합할 유전자, DNA 운반체, 제한 효소, DNA 연결효소가 필요하다.
우리가 만들고 싶은 유전자를 대량으로 만들어내기 위해서는 유전자를 복제시킬 수 있는 숙주 세포에 조작된 DNA를 넣어야한다.
그래서 다른 세포 내로 쉽게 도입될 수 있고 스스로 복제가 가능한 플라스미드가 사용된다. 플라스미드는 DNA 운반체이다.
DNA 운반체란 재조합할 유전자를 숙주 세포 안으로 운반하는 역할을 하는 DNA다. 주로 플라스미드가 이용된다. 플라스미드는 세균 안에 존재하고 세균의 생존에는 큰 영향을 주지 않는다. 그리고 스스로 복제할 수 있고 다루기 쉽고 형질전환(외부의 DNA를 받아들여 생물체의 유전적인 성질이 변하는 것)시 선별이 가능하다는 점에서 주로 사용된다.
이렇게 용이한 플라스미드에 우리가 복제할 DNA를 끼워 넣어야한다. 그러기 위해서는 DNA를 잘라서 붙이는 과정이 필요하다. 여기서 제한 효소와 DNA 연결효소가 사용된다.
제한 효소는 DNA의 특정 염기 서열을 인식하여 자르는 역할을 한다.
DNA 연결 효소는 제한 효소에 의해 잘린 DNA를 붙이는 역할을 한다.
플라스미드와 복제할 유전자를 같은 제한 효소로 자른 다음 DNA 연결 효소를 이용하여 연결한다. 이렇게 만든 재조합 DNA(조작된 플라스미드)를 숙주 세포에 삽입한다. 숙주 세포가 증식을 하면서 재조합 DNA를 대량으로 생산할 수 있게 된다.
유전자 변형 방법들
유전자변형 농수산물은 ‘아그로박테리움법’. ‘원형질세포법’, ‘입자총법’ 등의 방법을 통해 만들어진다.
이 글에서는 아그로박테리움과 입차총법만 다루겠다.
상업용 GM작물 개발에는 가장 안정되고 확실한 아그로박테리움법을 사용하고 있다. 아그로박테리움법을 자세히 살펴보자면 아그로박테리움이라는 세균에 감염된 식물의 줄기에는 Crown gall(혹)이 생긴다. 여기서 아그로박테리움 안에 있는 플라스미드에 있는 혹을 만드는 유전자를 제한 효소로 자르고 그곳에 원하는 유전자를 넣는다. 그리고 원하는 유전자가 들어있는 조작된 아그로박테리움을 식물세포에 인위적으로 감염시켜 배양 및 선발한다.
‘입자총법’은 식물 세포에 DNA를 도입하는 방법이다. 식물세포의 유용한 유전자를 1~2μm의 미세한 금속에 코팅한다. 여기서 금속은 보통 텅스텐과 금입자가 사용된다. DNA와 금속이 결합된 작은 총알을 고압가스의 힘으로 변형 될 식물에 향해 발사한다. 그리고 그 세포를 배양하여 얻어낸다. 여기서 금속 입자와 함께 핵 내로 이동된 유용한 유전자는 핵 속의 효소들에 의해 식물 염색체에 삽입되어 안정적으로 발현된다. 그리고 멘델의 법칙에 따라 다음 세대에 유전된다.
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