[명경재의 DNA세계] 태양을 피해야 하는 이유

아직 끝나지 않았지만 ‘가마솥더위’라는 표현이 부족할 정도로 지난여름은 유난히 더웠다. 살인적 폭염 때문에 에어컨을 발명한 윌리스 캐리어 박사의 인기가 에디슨보다 더 높아졌다는 이야기까지 나올 정도다. 뜨거운 여름에 가장 신경이 쓰이는 것은 온도이지만 이에 못지않게 신경을 써야 하는 것은 바로 자외선이다. 자외선은 생명체가 비타민D를 만들수 있도록 도와주는 긍정적인 역할도 하지만 과다하게 노출될 경우에는 주근깨, 화상, 피부암 등을 유발시키는 원인이 된다. 올여름같이 구름 한 점 없이 해가 쨍쨍한 날씨에는 자외선에 노출되는 것을 최대한 막아줄 필요가 있다.

그렇다면 자외선이 왜 피부암 위험을 높이는 걸까.

궁금증에 대한 해답의 중심에는 DNA가 있다. DNA는 자외선에 노출되면 구조가 변한다. 특히 DNA의 구성 요소인 아데닌, 구아닌, 티민, 시토신 염기 서열 중에 티민이 연달아 존재하는 부위에서 구조적 변형이 일어난다. 티민·티민이 연달아 있는 부위에 자외선이 쪼이면 티민·티민 염기 사이에 공유결합이 만들어져 티민 이량체가 되는데 이는 DNA 이중나선 구조에 비틀림 현상을 유발한다.

비틀린 DNA는 복제할 때나 DNA에서 RNA를 만들어 내는 전사 과정에 걸림돌이 된다. 생명체는 이런 DNA 상해를 복구하는 메커니즘을 이용해 자외선에 의해 만들어진 티민 이량체를 제거할 수 있기는 하지만 그 양이 너무 많아지면 세포 사멸이나 DNA 돌연변이가 축적되게 된다.

세포 내 돌연변이가 늘어나면 세포 노화, 암 등을 유발시키는 것이다. 특이 선천성 질병인 ‘색소성 건피증’ 환자들은 자외선 때문에 생기는 DNA 상해를 복구하는 효소를 제대로 만들지 못한다. 이 환자들은 결과적으로 자외선 노출에 의한 DNA 상해를 복구하지 못해 약간의 햇빛 노출에도 피부암 등이 쉽게 발생해 사망에 이르게 된다. 최근 국내에 개봉했던 영화 ‘미드나잇 선’의 여자 주인공 찰리가 앓고 있는 질병이 바로 색소성 건피증이다.

어쨌든 자외선에 노출이 많아지면 생명체는 손상된 DNA를 복구하지 못해 결과적으로 암이 발생해 사망하게 되니 여름철 야외 활동을 할 때는 자외선 차단에 각별히 주의를 기울여야 한다.

그렇다면 최근 이슈가 됐던 방사능은 어떨까.

상황은 비슷하다. 방사능은 DNA의 이중나선을 절단시킨다. 이는 자외선보다 더 심각한 DNA 상해이다. 물론 생명체는 DNA 이중나선 절단도 복구시킨다. 그렇지만 그 양이 많아지면 역시 세포 사멸이나 돌연변이에 의한 세포 노화, 암을 만들어 낼 수 있다. 자외선을 선크림이나 기능성 섬유로 막는 것처럼 방사능도 적절한 방법으로 막을 수 있다면 좋겠지만 아직까지 완벽하게 방사능으로부터 생명체를 보호할 방법이 없는 것은 사실이다. 그렇지만 지속적인 과학 기술의 발달은 효과적인 방사능 차단법이나 방사능에 의한 DNA 복구 효율성 증가 방법을 개발할 것이다. 이런 기술들은 인류가 우주로 나가기 위해 필수적이다.

무더위에 지쳐 에어컨에 의지해야 하는 여름이 잦아지면서 전기를 공해 없이 만들어 주는 원자력을 더욱 안전하게 발전시키고 부수적으로 방사능에 대해 안전하게 대처하는 방법까지 개발하는 방향을 찾아보는 것은 어떨까.