유전학 오디세이 11편: 샤가프의 법칙: DNA의 문법을 찾아내다

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1. 혼돈 속에 숨겨진 1:1의 대칭

DNA의 구조를 알기 위해서는 먼저 그 재료의 성질을 정확히 알아야 하겠죠?

1950년, 컬럼비아 대학의 꼼꼼한 생화학자 어윈 샤가프는

레빈의 '지루한 단순 반복설(테트라뉴클레오타이드 가설)'을 실험으로 드디어 산산조각 내버렸습니다!!!

도대체 몇 십 년이에요?

1910년까지 레빈 박사가 이 가설을 발전 시켜 사망할 때까지 대가의 이름으로 줄기차게 주장해왔으니까......

거의 40년간 말입니다.

이 가설이 DNA와 관련된 학문적 발전의 발목을 꽉 틀어잡고 있었던 거죠.

샤가프는 다양한 생물종의 DNA를 분석하여, 염기들의 비율이 종마다 제각각이라는 사실을 밝혀냈습니다!!!!!!

DNA는 4개의 염기로 되어 있어요. 레빈 박사가 밝혔죠?  그 4개가 바로 아데닌(A) 티민(T) 구아닌(G)과 시토신(C)이에요.

레빈 박사는 테트라뉴클레오티드 가설에서 DNA가 4개의 염기의 반복 서열로 구성되어 있다고 제안했는데요...

샤가프 박사는 구아닌(G)의 양과  시토신(C)의 양은 같아야하며,  아데닌(A)의 양은  티민(T)의 양과 같다는 것을 실험으로 밝혔습니다. 

사실 이때는 DNA가 이중나선인 것을 몰랐을 때에요.  

이 정보는 나중에 왓슨과 크릭이 DNA의 구조를 모델링하는데 엄청나게 큰 도움을 주게 됩니다.  15편에서 왜 이 정보가 중요했는지를 보여드릴께요. 그때까지만 좀 참아주세요. 

아래 테이블을 살펴보길 바랍니다.

이 복잡한 데이터 속에는 놀랍도록 정교한 수학적 규칙이 숨어 있었어요.

어떤 생물이든,

아데닌(A)의 양은 티민(T)과 똑같다!!!!!!

구아닌(G)의 양은 사이토신(C)과 똑같다!!!!!!

즉, A=T, G=C라는 1:1의 대칭 법칙이었습니다.

이는 훗날 염기들이 어떻게 짝을 이루는지 알려줍니다!!!!!

DNA

핵심!!!

문법!!!

2. 불편한 만남이 남긴 결정적 힌트

1952년, 샤가프는 캠브리지에서 왓슨과 크릭을 만났죠.

하지만 첫 만남은 썩 유쾌하지 않았습니다.

당대 최고의 화학자였던 샤가프의 눈에, 젋은 왓슨과 크릭은 화학의 기초도 모르는 애송이들로 보였기 때문입니다. 당연히 애송이들 맞죠.

그는 두 사람이 자신의 법칙이 가진 진정한 의미(염기쌍 결합)를 전혀 이해하지 못하고 있다며 실망감을 감추지 않았습니다.

하지만 역설적이게도, 왓슨과 크릭은 이 불편한 만남에서 '구조 모델링의 마지막 열쇠'를 얻게 됩니다.

샤가프가 무시했던 두 젊은이는, 그가 던져준 '1:1 비율'이라는 힌트를 놓치지 않고 챙겨갔으니까요.

그러니까 왓슨과 크릭은 ‘샤가프님’에게 아주 아주 큰 절을 100번도 더 해야 한다구요!!!

그런데 했나 모르겠네요....

노벨상은 40년간 레빈 박사의 DNA의 지루한 ‘테트라뉴클레오타이드 가설’ 족쇄를 풀고 ‘샤가프의 법칙’을 발견한 어윈 샤가프에게 먼저 수여했어야 했다고 생각합니다.

(어윈 샤가프의 일생이 궁금하다면? [여기]를 클릭!)

(유전학 오디세이 12편은 [여기]서 보세요)