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Why Gene ? - 6) 비타민 A, DHA 그리고 광수용체
죠나단	2006/01/17	754
지난편의 내용에서 여러분은 망막의 구조에 대하여 이해를 어느 정도 하셨으리라 봅니다. 물론 각 세포의 조직별로 퇴행성 망막질환의 발생 원인을 추적하려 하였지만, 이야기의 방향을 조금 바꾸겠습니다. 기왕에 마이크로 수준에서 망막 구조를 이해하셨으니, 이번에는 나노 (Nano) 수준으로 세포를 확대하여, 광수용체 세포로 바로 들어가는 것이 나을 듯 싶습니다. 물론 그 과정에서 우리가 이야기 하는 비타민 A와 DHA의 기능이 나오게 되어 여러분의 이해를 도울 것입니다. 광수용체의 구조는 왠만한 전자 현미경으로 모양이 관찰은 되겠지만, 각종 물질의 설명을 위해서는 나노수준의 분자학적 미시세계로 나아가야 합니다. 그것은 머리카락을 10만분의 1로 쪼갠 정도에서 관찰하는 비가시적 차원입니다. 여하튼 여러분은 무우와 당근 크기 만큼에서 광수용체를 보셨고, 그 위치도 이해하셨습니다. 이만큼의 크기에서 다시 시작하도록 하지요, 우리 막대세포(무우)에게는 흑백의 명암을 구분하는 로돕신 색소가 있습니다. -어디가서 실제로 무우에 로돕신이 많다고 하지 마십시오.!!! 다만 전편에서 비유를 들어서 설명한 것 뿐입니다. - 한편 원뿔세포에서는 세가지 색깔을 구분하는 시각색소, 즉 파랑 (Blue Cone Pigment-BCP)색을 인지하는 색소와 녹색 (GCP) 그리고 빨강 (RCP)을 인지하는 세종류의 색소가 들어 있습니다. -색소 자체의 색깔이 아니라 빛의 파장을 구별해내는 기능이 있는 색소라는 뜻입니다. 우선 막대세포를 해부해 볼 까요 ? 다시 농부가 되어 봅시다. 달랑무 상단에 혹이 있는 달랑무를 생각해야 합니다. 뿌리 쪽 일부는 망막색소 상피층인 토양층에 박혀 있는 상태입니다. 상단 혹 부위에는 세포의 중요 부분인 세포핵이 있고 여타 미토콘드리아, 리보솜 골지체 등등 일반적인 세포의 기관 들이 이곳에 존재합니다. 그리고 혹과 무우 몸통 부분 사이는 잘룩하여, 섬모 기관이라는 가느다란 대롱을 통하여 물질이 위 아래로 수송됩니다. 그러나 그밑 부분인 무우 뿌리 본체 속에는, 무우 직경 보다는 약간 작은 디스크 판 같은 것이 여러판으로 차곡차곡 쌓여 있습니다. 두 겹의 디스크 판이 붙여 있는 형태로 달랑무 뿌리 부터 상층부 까지 일정의 간격을 두고 쌓여 있는 것이지요. 그러니까 무우나 당근 뿌리 부위의 단면을, 찌게를 끌일 때처럼 일정 두께로 잘라 놓았다고 생각하시면, 그 둥근 단면에서 원판이 바로 시각 색소판 (Disk membrane) 이 존재 하는 곳입니다. 어렵습니까 ? 뭐 무우 속에 씨디 판들이 겹으로 주욱 쌓여 있다고 생각하세요. 그리고 씨디판에서 음악이 흘러 나오듯, 빛의 광자가 씨디판에 닿으면 이미지가 만들어 진다고 생각하는 것입니다. 물론 이미지가 뇌에서 만들어지지만, 이곳에서는 이미지를 만들 수 있도록 화학작용이 시작되고 그것이 광수용체인 무우 바깥쪽 껍질에 전기신호가 만들어 지는 출발점이라 이해하시면 됩니다. 로돕신 분자 덩어리는 바로 이 디스크 판에 껌 딱지처럼, 판을 뚫고 위아래로 박혀 있는 모양을 떠 올리세요. 다시정리 하자면, 무우 껍질이 둘러싸고 안에는 수많은 디스크 이중판이 존재하며 디스크 판에는 일정간격으로 로돕신 분자 덩어리가 끼여 있는 상태입니다. 따라서 세포막 지질층으로 된 무우 껍질과 디스크 판만이 구조로서 존재 합니다. 한편 이 무우 껍질과 디스크 판이 DHA 성분의 지질층으로 되어 있어서 망막에는 다른 세포보다 약 50배 DHA가 필요하다는 것입니다. 다시말해서 1억 2천만개의 수많은 무우가 망막의 분지에서 자라고 있다고 생각합시다. 왜 광수용체가 죽어가는 알피 질환자에게 유독 DHA 가 부족하다는 것이 발견되는 지 이해 하시겠지요 ? 그런데 위의 로돕신 분자 덩어리 속에는 11-시스레티날이 마치 이수씨개를 두어 번 부려뜨려 놓은 듯 한 모양으로 가로질러 박혀 있는 겁니다. 이것이 바로 비타민 A에서 나온 물질입니다. 레티놀 즉 망막의 알코올이라는 말로서, 시스레티날이 만들어 집니다. 우리가 말하는 토양층 (망막색소상피층)에서 무우 속으로 공급되어 지는 물질입니다. 만일 이것이 부족하면 레티놀 대사가 잘 이루어 지지 않아서 바로 야맹증이 생깁니다. 즉 부러진 이쑤시개가 로돕신 속에 없거나 부족하다는 것입니다. 그러면 이 부러진 이쑤시개 분자 구조를 띤 11- 시스레티날(비타민 A 성분)은 무슨 일을 할까요 ? 그리고 모든 알피 환우들이 비타민 A와 DHA 가 반드시 필요할까요 ? 그것은 다음편에서 이야기하는 것이 나을 듯합니다. 시각 싸이클에서 분자학적 구조를 살펴가면서 따져봐야 하기 때문입니다. 이 단계는 농부가 아니라 생화학 박사의 눈으로 보아야 하는 조금 어려운 학습과정에 속합니다. 농부처럼 콧노래 부르면서, 지하수도 살피고 토양층도 만져 보면서 달랑무와 당근 줄기를 찾는 여름농장 코스가 아닙니다. 설령 머리에 쥐가 나도 통과해야 합니다. 그 이유는 대부분의 알피 환우들이 이 과정에서 나누어 지게 되기 때문입니다. 마치 모두가 알피 학교 학생이지만, 각 반들로 헤어져 분류되는 과정이며, 한마디로 " 나는 너와 같은 종류의 알피가 아니야 "하는 이별의 장소 입니다. 훗날에 분자학적 약물의 예방 치료나 유전자 치료의 맞춤 처방도 각 학급마다 달리해야 하는 이유가 대부분 여기에 있답니다. 오늘도 여기까지 입니다. 수고 하셨습니다. 죠나단 배상