[미국암협회] 유전자의 신비 ② 종양 유전자와 DNA 복구 유전자

우리 몸은 수조 개의 세포로 구성되어 있으며, 몸을 건강하게 유지하려면 서로 협력해야 한다. 우리의 세포는 분열하여 신체 성장에 도움이 되는 새로운 세포를 만들거나 죽은 세포를 대체할 수 있어야 한다. 동시에 세포의 성장과 분열을 조절해야 세포가 너무 많이 자라서 주변의 세포를 밀어내지 않게 된다.

세포를 자동차로 비유하면 도움이 될 수 있다. 그것이 제대로 작동하려면 속도를 제어할 수 있는 방법이 있어야 한다. 즉, 필요한 경우 세포 성장과 분열 속도를 높이는 방법(가속 페달 등)과 이 성장을 제어하거나 늦추는 방법(브레이크 페달)이 있어야 한다. 또한 자동차의 부품이 고장이 난 경우 수리할 수 있는 방법도 있어야 한다.

세포의 성장은 일반적으로 각 세포 내부의 특정 유전자의 작용에 의해 제어된다. 암은 신체의 세포가 비정상이 되어 통제할 수 없을 정도로 커지기 시작할 때 시작된다. 이는 세포 성장에 영향을 미치는 유전자에 변화가 있을 때 발생된다. 암에 영향을 미치는 주요 유전자 유형은 다음과 같다.

• 종양 유전자
• 종양 억제 유전자
• DNA 복구 유전자

암은 종종 세포 내의 이러한 유형의 유전자 중 하나 이상의 변화로 인해 발생한다.

종양 유전자

원암유전자는 일반적으로 세포가 성장하고 분열하여 새로운 세포를 만들거나 세포가 살아 있도록 돕는 유전자다. 원암유전자가 돌연변이를 일으키거나 복사본이 너무 많으면, 활성화되어야 할 필요가 없는데 활성화될 수 있으며, 이것을 종양유전자라고 부른다. 이런 일이 발생하면 세포가 통제할 수 없을 정도로 성장하기 시작하여 암으로 이어질 수 있다.

원암유전자는 일반적으로 자동차의 가속 페달과 유사한 방식으로 기능한다. 이 유전자는 세포의 성장과 분열을 돕는다. 종양 유전자는 눌려진 가속 페달과 같아서 세포가 통제할 수 없게 분열된다. 종양 유전자는 다양한 방식으로 세포에서 활성화될 수 있다. 예를 들어

• 유전자 변형/돌연변이 : 일부 사람들은 종양 유전자가 항상 활성화되도록 할 수 있는 유전자 '암호'에 차이가 있다. 이러한 유형의 유전자 변화는 부모로부터 유전될 수도 있고, 개인의 생애 동안 세포 분열 중에 유전자를 복사할 때 실수가 발생하여 발생할 수도 있다.

• 후생적 변화 : 세포는 일반적으로 유전자 자체의 변화를 포함하지 않고 유전자를 켜거나 끄는 방법을 가지고 있다. 대신, 유전자 활성화 여부에 영향을 미치는 유전 물질(DNA 또는 RNA)에 다양한 화학물질이 부착될 수 있다. 이러한 유형의 후생유전학적 변화는 때때로 종양유전자의 활성화로 이어질 수 있다.

• 염색체 재배열 : 염색체는 유전자를 포함하는 각 세포의 긴 DNA 가닥이다. 때때로 세포가 분열할 때 염색체의 DNA 서열이 바뀔 수 있다. 이는 일종의 '켜기' 스위치 역할을 하는 유전자를 원암유전자 옆에 배치하여 활성화되어서는 안 되는 경우에도 이 유전자를 켜진 상태로 유지할 수 있다. 이 새로운 종양유전자는 세포가 통제할 수 없을 정도로 성장하게 만들 수 있다.

• 유전자 복제 : 일부 세포에는 추가 유전자 사본이 있어 특정 단백질을 너무 많이 생성할 수 있다.

소수의 가족성 암 증후군은 종양 유전자의 유전적 변화와 관련이 있다. 이러한 유형의 변화는 때때로 세포가 암세포로 변하는 첫 번째 단계일 수 있다. 그러나 종양유전자와 관련된 대부분의 변화는 유전되는 것이 아니라 일생 동안 후천적으로 획득된다.

종양 억제 유전자

종양 억제 유전자는 세포 분열을 늦추거나 세포에게 적절한 시간에 죽도록 지시하는 정상적인 유전자이다( 세포자살 또는 프로그램화된 세포 사멸로 알려진 과정). 종양 억제 유전자가 제대로 작동하지 않으면 세포가 통제할 수 없을 정도로 성장하여 암으로 이어질 수 있다.

종양 억제 유전자는 자동차의 브레이크 페달과 같다. 브레이크가 자동차가 너무 빨리 달리는 것을 방지하는 것처럼 이는 일반적으로 세포가 너무 빨리 분열되는 것을 방지하는 데 도움이 된다. 종양 억제 유전자의 작동을 멈추게 하는 병원성 변이(돌연변이)와 같은 문제가 발생하면 세포 분열이 통제 불능 상태가 될 수 있다.

종양 억제 유전자의 유전적 변화가 일부 가족성 암 증후군에서 발견되었다. 이는 특정 유형의 암이 가족 내에서 유전되도록 한다. 그러나 대부분의 종양 억제 유전자 돌연변이는 유전되는 것이 아니라 일생 동안 후천적으로 획득된다.

예를 들어, TP53은 중요한 종양 억제 유전자이다. 이는 세포 분열을 통제하는 데 도움이 되는 p53 단백질을 암호화한다. TP53 유전자의 유전적 변화는 리-프라우메니 증후군으로 이어질 수 있다. 이 증후군이 있는 가족 구성원은 모든 세포에 TP53 유전자 변화가 있기 때문에 여러 유형의 암에 걸릴 위험이 높아진다.

TP53 유전자의 변화는 유전성 암 증후군이 없는 사람들의 암세포에서도 매우 흔하다. 이러한 TP53 변화는 개인의 생애 동안 획득된다. 이러한 변화는 암세포의 성장을 도울 수 있지만 신체의 다른 세포에서는 발견되지 않고 암세포에서만 발견되므로 자녀에게 전달될 수 없다.

DNA 복구 유전자

세포가 새로운 세포를 만들기 위해 분열할 때, 모든 DNA의 새로운 복사본을 만들어야 한다. 이것은 복잡한 과정이며 때로는 DNA에 실수가 발생하기도 한다.

DNA 복구 유전자로 알려진 유전자는 자동차를 수리하는 사람처럼 행동한다. 그들은 DNA의 실수를 고치는 데 도움을 주거나, 고칠 수 없는 경우 세포가 죽도록 촉발하여 실수로 인해 더 이상 문제가 발생하지 않도록 한다.

이러한 DNA 복구 유전자 중 하나에 문제가 발생하면 세포 내부에 더 많은 실수가 쌓일 수 있다. 이들 중 일부는 다른 유전자에 영향을 미쳐 세포가 통제할 수 없을 정도로 성장할 수 있다.

다른 유형의 유전자 변화와 마찬가지로 DNA 복구 유전자의 변화도 부모로부터 유전되거나 개인의 생애 동안 획득될 수 있다.

DNA 복구 유전자의 예로는 BRCA1 및 BRCA2 유전자가 있다. 이들 유전자 중 하나에 병원성 변이(돌연변이)를 물려받은 사람은 일부 유형의 암, 특히 여성의 경우 유방암과 난소암에 걸릴 위험이 더 높다. 그러나 이러한 유전자의 변화는 때때로 이러한 돌연변이 중 하나를 물려받지 않은 사람들의 종양 세포에서도 볼 수 있다.