아동발달연구의 유전학적 기초

아동발달연구의 유전학적 기초

신체적 특성뿐만 아니라 성격적 특성까지 인간은 수많은 특성을 부모로부터 물려받는다.  우리 인간은 부모로부터 물려받은 유전정보를 갖고 있는데, 이 정보는 우리 신체 내의 모든 세포에 저장되어 있습니다. 인간의 유전정보는 한 가지 점에서 중요한 동일성을 갖습니다. 그것은 모든 인간은 인간의 유전정보를 갖고 있다는 점입니다. 이로 인해 인간의 수정란은 개나 소 또는 돼지로 성장하지 않고 인간으로 발달하게 되어 있습니다. 아래에서는 아동발달연구의 유전학적 기초에 대해 알아보도록 하겠습니다.

아동발달연구의 유전학적 기초

아동발달연구의 유전의 기제

인간의 수정란은 개나 소와 같은 동물이 아니라 인간으로 발달하게 되어 있는가? 자녀는 어떻게 해서 부모의 특성을 그대로 물려받는가? 이상의 질문들은 유전이란 무엇인가라는 난제의 핵심이 됩니다. 따라서 유전에 관한 기본 지식은 인간발달을 이해하는 데 필수적입니다.

아동발달연구의 유전의 기제 -  세포분열

수정 후 인간의 성찰과 발달은 세포분열에 의해 진행이 되는데 인체에는 두 종류의 세포가 있습니다. 하나는 신체세포로서 유사분열에 의해 재생산되며 신경, 골격, 근육 등을 형성한다. 다른 하나는 난자와 정자를 만드는 생식세포로서 감수분열에 의해 재생산됩니다.

유사분열은 염색체가 스스로를 복제하는 과정으로부터 시작됩니다. 복제된 염색체는 모세포의 양쪽 끝으로 옮겨 가서 분열을 시작합니다. 그리고 분열이 완성되면 모세포와 동일한 23쌍의 염색체를 가진 자세포를 형성하는데 여기에는 최초의 접합체에 들어 있던 것과 동일한 유전정보가 들어있습니다.

감수분열은 유사분열보다 좀 더 복잡합니다. 첫째 생식세포는 46개의 염색체를 복제합니다. 둘째 유전자 교환이 이루어지는데, 감수분열을 하는 동안 수정란  세포 내의 염색체 간에 유전자가 교환되는 것입니다. 유전자 교환현상에 의해 유전자 조합의 수는 무한대에 이릅니다. 셋째 복제된 염색체는 두 개의 새로운 세포로 균일하게 나누어져서 네 개의 배우체를 형성하게 됩니다. 이 배우체는 23개의 염색체를 갖게 됩니다.

아동발달연구의 유전의 기제 - 후성유전

후성유전이란 DNA서열을 바꾸지 않으면서 유전자의 표현형 또는 유전자의 발현이 변하는 현상을 말합니다. 후성유전학이란 바로 이러한 후성유전적 유전자 발현 조절에 관한 모든 현상을 연구하는 학문입니다. 후성유전학은 DNA에 달라붙는 생화학물질인 메틸기의 패턴에 의해 인자형과는 다른 표현형의 변이가 나타나고 그것이 대물림된다고 봅니다. 유전자에 매달린 특별한 화학적 부착물들이 그 독특한 표지입니다. 가장 보편적인 것은 탄소원자 한 개와 수소원자 세 개가 결한 한 메틸기를 조합한 부착물입니다. 후성유전학 연구는 주로 DNA의 메틸화에 관한 연구와 관련되어 있습니다. 일반적으로 메틸화가 많이 되어 있는 염색체 부위는 발현이 줄고, 유전자 발현이 활발한 영역일수록 메틸화가 덜 되어 있다고 알려져 있습니다. 즉 DNA의 메틸화는 유전 스위치라고 할 수 있습니다. 메틸화 여부에 따라 유전 스위치가 켜지고 꺼지기 때문입니다. 

아동발달연구의 윤리적 문제

인간을 대상으로 하는 연구의 어려움 중의 하나는 그들이 연구되어 있다는 사실을 지각함으로써 부자연스러운 반응을 보인다는 것입니다. 따라서 연구자들은 될 수 있으면 피험자들로 하여금 이 사실을 깨닫지 못하게 해서 자연스러운 반응을 얻어내려고 합니다. 그러다 보니 연구자들은 가끔 윤리적 문제에 직면하게 되는데, 때로는 연구내용에 대해서 일시적으로 속이는 경우도 있게 됩니다. 어떤 경우는 피험자들로 하여금 긴장이나 불안감, 부정적 정서를 경험하게 하고 약한 전기충격에 노출시키기도 합니다. 물론 연구자들의 이런 행위에는 타당한 이유가 있습니다. 첫째 이러한 상황을 연출하는 것이 중요한 어떤 현상을 객관적으로 연구할 수 있는 유일한 방법이라는 것입니다. 둘째 피험자들에게는 대가가 따르겠지만 이 연구로부터 얻어지는 혜택도 큽니다. 셋째 피험자도 연구에 대한 지식을 갖게 되고 과학적 연구에 이바지했다는 만족감을 느낄 수 있습니다.

아동발달연구의 유전의 법칙

오스트리아의 성직자 멘델은 유전인자나 염색체에 관해 아무것도 알려진 것이 없는 1800년대 중반에, 완두콩을 이용하여 7년간 잡종실험을 계속한 끝에 유전과 관련된 몇 가지 법칙을 발견하였습니다. 오늘날 우리는 인간의 유전법칙이 멘델이 생각했던 것보다 훨씬 더 복잡하다는 것을 알고 있습니다.

우성유전 - 부모는 염색체를 통해서 자손에게 유전정보를 전달합니다. 염색체의 특정 부위에 어떤 특성이 서로 다른 표현을 하게 되는 유전인자가 위치하는데, 이것을 대립유전자 또는 대립형질이라고 부릅니다. 이 대립유전자에는 우성과 열성이 있습니다. 멘델의 완두콩 실험에서 황색은 우성이고 녹색은 열성인데 황색과 녹색은 대립유전자인 것입니다.

반성유전 - 인간의 어떤 특성은 성염색체에 위치해 있는 유전인자에 의해 결정되는데 이것을 반성유전이라고 합니다. 반성유전의 대부분은 X염색체에 들어 있는 열성인자에 의한 것입니다.

다원유전 - 지금까지 한 쌍의 대립유전자에 의해 영향을 받는 특성에 관해 살펴보았습니다. 그러나 인간의 특성은 대부분 여러 쌍의 대립유전자에 의해 영향을 받는데 이것을 다원유전이라고 합니다. 다원유전의 예로는 신장, 지능, 피부색, 체중, 성격 등 수도 없이 많습니다. 정확하게 얼마나 많은 쌍의 대립유전자가 신체특성이나 지능, 성격특성 등에 관여하는지 아직 알려지지 않고 있습니다. 다만 유전인자와 환경의 상호작용에 의해 인간의 많은 특성이 표현되는 것으로 보고 있을 뿐입니다.

공우성유전 - 공우성유전은 두유전인자 간에 우열이 없는 것으로 이들 두 특징이 합해져서 혼합형으로 나타나기도 합니다.