지난주에 우리는 복잡한 세포의 기원에 대한 새로운 연구를 살펴보았는데, 그 연구는 우리 조상의 게놈이 여러 종의 조각들로 뭉쳐져 있다는 것을 보여주었습니다. 이는 한 종의 유전자가 먼 관련 종의 게놈에 통합되는 수평적 유전자 전달이라는 현상에 주목했습니다. 수평적 유전자 전달의 빈도는 종들을 공통 조상으로 연결하는 가지런히 가지를 뻗은 나무들 외에도 생명나무의 먼 가지들을 연결하는 작은 실들이 있음을 의미합니다.
수평적 유전자 전달이 미생물들 사이에서 흔한 이유를 쉽게 알 수 있습니다. 그들은 종종 죽은 세포와 손상된 세포의 DNA가 넘쳐나는 복잡한 공동체에 살고 있습니다. 또한 박테리아와 고세균에는 DNA와 나머지 세포 사이에 막이 없기 때문에 환경 DNA가 게놈으로 가는 길을 더 쉽게 찾을 수 있습니다.
그러나 이번 주 새로운 연구에 따르면 수평적 유전자 전달은 다세포 동물에서도 매우 흔하다는 사실이 밝혀졌습니다. 그리고 수백만 년 동안 약간의 박테리아 DNA를 갖고 있는 여러 바퀴벌레 종의 게놈을 조사함으로써 이를 수행합니다.
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박테리아나 고세균 모두 DNA를 핵과 같은 구조에 유지하지 않습니다. 결과적으로, 세포 내부로 들어가는 모든 DNA는 게놈과 혼합되어 영구적으로 통합될 가능성이 있습니다. 이러한 영구적인 통합은 DNA 손상 복구 효소의 도움을 받는 경우가 많으며, 때로는 세포에 발견된 DNA를 삽입하여 손상을 “고정”합니다.
미생물들 사이에서 수평적 유전자 전달이 큰 요인이 되는 또 다른 이유는 전용 생식 세포가 부족하기 때문입니다. 외부 DNA가 어떤 세포의 게놈에 통합되면 해당 세포의 모든 후손에게 유전됩니다. 대조적으로, 다세포 동물에서는 간세포의 게놈에 통합된 외부 DNA가 어떤 것에도 유전되지 않습니다. 따라서 외부 DNA를 핵 안으로 넣어야 할 뿐만 아니라, 올바른 세포의 핵 안으로 들어가야 합니다.
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