유전병의 원인

1 유전병의 정의
간단히 설명하면 유전병이란 유전자 이상에 의해 생기는 질환이다. 보다 정확히 정의하면, 체세포 내에 존재하는 유전자 이상이 표현형으로 나타나며, 같은 유전자 이상이 생식세포(정자, 난자)에도 존재하기 때문에 그 표현형이 자손에게도 전달되는 질환을 통칭하는 것이다. 이러한 유전자 이상이 일어나는데는 몇 가지 원인들이 존재한다. 우선 DNA가 복제될 때, 자연적으로 생기는 오류가 있으며, 둘째로는 여러 가지 화학물질 및 환경적 요인들에 의해서 일어날 수 있는 가능성이 있다. 위와 같은 원인들로 인해 체세포에서만 이상이 생길 경우에는 자식에게 그 질환이 유전되지 않지만, 부모의 생식세포에서 이상이 생기거나 배발생 단계에서 이상이 생길 경우에는 자손에게 유전되는 것이다. 최근에 발표된 인간게놈프로젝트 연구 결과에 의하면 사람의 세포내에는 30,000 - 40,000개의 유전자가 존재한다고 한다. 이런 결과에 따르면 인간 유전병의 종류는 무수히 많은 종류가 있을 것으로 추정할 수 있으며, 현재까지 밝혀진 유전병의 종류들 외에도 많은 종류의 유전병들이 존재하고 아직까지 연구되지 않은 유전병들이 훨씬 더 많다는 것을 시사해준다.

2 유전병원인에 따른 분류
유전질환이 유발되는 유전자 이상은 크게 단일 유전자 돌연변이, 염색체 이상, 환경적 요인과 상호작용을 하는 다발성 돌연변이로 분류될 수 있다. 돌연변이가 일어날 수 있는 원인은 여러 가지가 존재한다. 세포가 분열될 때 세포 자체내 오류로 인해서 일어날 수 있는 경우가 첫째 원인이다. 또한 자연적인 UV, 음식물에 들어있는 여러 돌연변이 유발물질, 환경적 요인 등에 의해서 돌연변이가 유발될 수 있다. 물론 돌연변이가 생긴다고 모두 표현형으로 나타나는 것은 아니며, 유전자상에서 그 유전자의 기능을 바꿀 수 있는 형태로 유발돼야 질환에 걸리게 되는 것이다. 돌연변이 양상에 따른 분류는 아래와 같다.

1. 단일유전자 이상 : 하나의 유전자 상의 돌연변이에 의해서 유발되는 질환으로써, 여기에도 몇 가지 유형들이 존재한다. 이러한 종류의 돌연변이들은 일반적인 염색체 검사로는 알 수 없으며, 여러 가지 분자생물학적 방법들을 통해서 확인할 수 있다.

1) 점돌연변이(Point Mutation) : DNA 염기 서열중에서 하나의 염기서열이 바뀌는 경우

(1) 과오돌연변이(Missense Mutation) - DNA 염기 하나가 다른 종류의 염기로 바뀜으로써 그 위치에서 만들어질 아미노산이 다른 아미노산으로 바뀌는 돌연변이

·대동맥판상부 협착증 - elastin 유전자상의 돌연변이로 인해 유발됨

·낭포성섬유증 - CFTR 유전자상의 돌연변이로 인해 유발됨

·파브리병 - α-galactosidase A 유전자상의 돌연변이로 인해 유발됨

(2) 넌센스돌연변이(Nonsense Mutation) -

     DNA 염기 하나가 다른 종류의 염기로 바뀜으로써 그 위치에 종결코돈이 형성되는 돌연변이

·뒤시엔느 근위영양증 - dystrophin 유전자상의 돌연변이로 인해 유발됨

·레트 증후군 - MecP2 유전자상의 돌연변이로 인해 유발됨

2) 염기의 수를 바꾸는 돌연변이 : 정상적인 DNA 염기서열에 다른 염기가 끼어들어 가거 나 기존의 염기 중 일부가 결실됨으로써 단백질을 만드는 틀이 바뀌는 경우

(1) 삽입(insertion) - 하나 이상의 염기가 기존의 염기들 사이에 끼어 들어가는 경우

·마르판 증후군 - FBN1 유전자상의 돌연변이로 인해 유발됨

·고셔병 - glucocerebrosidase 유전자상의 돌연변이로 인해 유발됨

(2) 결실(deletion) - 하나 이상의 염기가 결실된 경우

·X-연관무감마글로불린혈증 - BTK 유전자상의 돌연변이로 인해 유발됨

·선천성 부신과형성증 - StAR 유전자상의 돌연변이로 인해 유발됨

이러한 돌연변이 양상은 거의 모든 유전자 상에서 일어날 수 있으며, 실제로 단일유전자 이상에 의해 유발되는 유전질환인 경우에도 환자 또는 가계에 따라서 돌연변이 양상이 다르게 나타날 수 있다. 따라서 같은 유전질환을 앓고 있는 환자일지라도 돌연변이 양상은 다를 수 있기 때문에, 환자 가계의 다른 구성원들을 대상으로 보인자(돌연변이된 유전자를 갖고 있지만 표현형으로 나타나지 않는 사람) 또는 질환의 유·무를 알아보기 위해서는 환자에 대한 돌연변이 양상 조사가 필수적이다.

2. 염색체 숫자 및 구조이상 : 사람은 22개의 상염색체 쌍과 X, Y 염색체를 갖고 있으며, 이런 염색체의 숫자 증감 또는 염색체 구조 이상에 의해서 유발되는 경우가 있다. 염색체 구조 이상이라는 것은 세포학적 또는 세포유적학적으로 확인할 수 있는 결실, 역위, 전좌 등이 존재하는 경우를 말한다. 여기에는 대개 여러 유전자들이 동시에 결실되거나 중복됨으로써 질환이 유발되는 경우가 많다. 이 경우에도 많은 유전질환들이 존재하지만 일부만 예를 들어본다면 아래와 같다.

1) 광학현미경으로 검사 가능한 경우

(1) 상염색체 숫자 이상 : 염색체의 수가 많거나 적어짐으로써, 그 염색체에 존재하는 유 전자 양 또한 바뀌게 되는데 이로 인하여 유발되는 질환

·다운증후군 - 21번 염색체가 3개인 경우

·Trisomy 18 - 18번 염색체가 3개인 경우

·Trisomy 13 - 13번 염색체가 3개인 경우

·묘성증후군 - 5번 염색체의 일부가 결실된 경우

·판코니증후군 - 선천성 재생 불량성 빈혈로서 말초 혈액에서 심한 혈구세포의 감소를 보인다. 2/3의 환자 에서 소두증, 소안구증, 저 신장, 심장 및 신장 기형 등을 동반함.

(2) 성염색의 숫자 이상

·터너증후군 - 성염색체인 X 염색체가 1개만 있는 여성

·클라인펠터증후군 - XXY 염색체를 갖고 있는 경우

·야콥증후군 - XYY 염색체를 갖고 있는 남성

2) FISH 등의 분자생물학적 분석방법들을 이용하여 검사 가능한 경우

(1) 염색체 구조 이상 : 염색체 숫자 이상 정도는 아니지만 인접해있는 여러 유전자들이 결손 되거나 중복됨으로써 유발되는 질환. 이러한 경우는 대개 1-2Mb 정도 결실이 일 어나기 때문에 일반적인 염색체 검사 방법만으로는 검사하기가 불가능하다.

·윌리암스증후군 - 7번 염색체의 일부가 결실된 경우

·프레더-윌리증후군 - 15번 염색체의 일부가 결실된 경우

(2) 염색체 구조 취약 : 염색체 자체가 부서지기 쉬운 경우이며, 일반적인 염색체 검사 방법으로도 검사가 가능하지만, 특정 시약을 처리하게 되면 그 빈도가 높아진다.

·프레자일 X증후군 - X 염색체의 특정부위가 잘리기 쉬운 경우

3. 다인자성이상 : 하나의 유전자 또는 몇 개의 유전자에 의해서 질환이 유발되기보다는 여러 가지 유전자 및 환경적 요인들에 의해서 유발되는 질환들을 말한다. 이러한 경우는 어느정도 유전적 성향이 관찰될 수는 있으나, 반드시 유전 때문이라고 단정짓기는 어렵다.

·선천성심장질환 - 심장과 같은 기관의 결함을 유발하는데는 하나의 유전자 또는 몇 개 의 유전자가 관여한다기 보다는 많은 수의 유전자들과 여러 환경적 요인들이 관여한다 고 볼 수 있다.

·암 - 암의 경우도 약간의 유전적 경향 또는 암과 연관된 유전자들이 몇 가지 보고된 바는 있지만, 암의 발생 원인을 본다면 역시 여러 가지 환경적 요인들(UV, 화학물질, 식생활 등)에 의해서 세포주기를 조절하는 유전자상에 이상이 생기기 때문에 발병한다 고 볼 수 있다.