유전병, 염색체 질환 및 선청성 기형

구조와 기능 

 하나의 성숙한 인체가 발육되기까지는 약 18년이 걸리는데, 이것을 각 기간별로 수정(fertilization), 배아기(embryonic period), 태아기(fetal period), 주산기(perinatal period), 유아기(infancy), 아동기(childhood), 청년기(adolescence)로 나눌 수 있다. 

 수정은 각기 23개의 염색체를 갖고 있는 정자와 난자가 결합하여 역사적인 인체를 창조하는 시발인 것이다. 이후 발달 과정을 조정할 유전정보는 염색체들이 갖고 있어서 인간의 질병 가운데 상당수가 수정될 난자와 정자의 유전적 이상으로 발생한다. 정상 성숙 인체의 개개의 세포는 46개의 염색체를 가지고 있는데 유사분열을 통하여 이들 세포는 각기 46개의 염색체를 가진 2개의 세포로 이분된다. 그러나 배아세포는 감수분열 방식의 세포분열을 일으켜 한쌍의 염색체의 반이 각 생식체(gamete; 정자 또는 난자)에 남아 있게 된다. 그래서 각 생식체는 오직 23개의 염색체를 갖고 있을 뿐이다.

 각각의 염색체쌍에는 유전자(gene)가 규칙적으로 배열되어 있기 때문에 염색체의 분리 시 이상이나 감수분열 시 염색체의 파괴가 각 개인의 수정 시 나타날 수 있다. 염색체 숫자의 이상이 비분리(nondisjunction)에 의해 일어나며, 이와 같은 생식체가 수정 시 삼염색체증(trisomy)이나 단염색체증(monosomy)의 접합체가 형성된다. 염색체 구조의 이상은 세포분열 시 파괴로 발생하는데 그 결과 비정상적인 딸 세포에서는 염색체의 중복(duplication)이나 결손(delation), 또는 전위(translocation)가 나타난다. 때로는 위에서 말한 모든 이상이 수정후 첫 번째 또는 두 번째 세포분열 시 나타날 수 있는데, 이때는 한 개체 내에서 각기 다른 염색체 이상을 볼 수 있으며 이를 mosaicism이라 한다. 아주 많은 양의 유전정보가 각 염색체에 의해 전달되기 때문에 새로운 개체는 염색체의 이상으로 심하게 손상받을 수 있다. 

 염색체는 DNA분자의 독특한 배열로 구성되며 이런 배열은 유전자를 결정해 준다. 일반적으로 한 개체가 비정상적인 유전자를 획득하는 데는 배아세포의 돌연변이나 선대로부터의 계대(passage)의 방법을 통하게 된다. 그러나 비정상적인 유전자 모두가 비정상적인 유전적 소인을 보이는 것은 아니다. 각 유전적 소인은 2개의 유전자에 의해 영향을 받게 되는데, 여기에서 예외로 남자의 성염색체는 X와 Y로써 쌍을 이루지 못하므로 1개의 유전자에 의해 영향을 받는다. 열성 유전자(recessive gene)는 반드시 쌍을 이루어야만 표현이 되지만 만약 남성에서 X염색체에 열성 유전자가 위치한다면 이때에도 비정상적인 소인이 표현될 수 있다. 때때로 비정상적인 우성 유전자나 비정상적인 열성 유전자의 쌍이 표현되지 않을 수 있는데 이를 비표현율이라고 한다. 다양한 표현도란 비정상적인 소인이 각기 다른 개체에서 다양하게 표현될 때를 말한다. 표현형이란 확실하게 나타나는 소인들을 말하며, 유전자형이란 유전자의 구성형을 말한다. 

 배아의 발육기간은 수정후 처음 8주간으로서 이 기간 중에 하나의 수정된 난자가 신체구조와 기관을 갖춘 개체로 발달하게 되며, 이때 비정상적인 유전자나 영양장애, 감염, 화학물질 및 방사선조사 등의 환경적인 인자의 영향을 쉽게 받는다. 태

 태아의 발육기간은 수정후 8주후부터 출생할 때까지의 기관과 조직의 성장과 성숙이 주된 기간으로 최종적으로는 모체의 영양공급이 없어도 생존할 수 있는 개체가 만들어진다. 

 주산기란 출생 2주전부터 출생 후 4주까지로 출생 시 손상으로 생존 여부가 판가름 나기도 하고 외부환경에 적응하게 된다.

 유아기는 생후 1개월부터 2살까지로 성장, 운동 및 지적인 기능의 발달과 이물질에 대한 면역학적 방어기전의 발달 등이 일어난다. 

 아동기는 유아기부터 사춘기까기로서 주로 개체의 성장과 운동 및 지적인 기능의 향상이 이루어진다.

  청년기는 노화가 시작되기 전까지의 마지막 발달단계로서 이때에는 성적 발달이 주종을 이룬다.

 

발육이상(developmental abnormalities)이라는 용어는 여러 가지 의미, 즉 염색체 이상, 비정상적인 유전자, 배아 환경의 변화 또는 태아 손상 등에 사용된다.

 유전성질환은 하나의 비정상 유전자에 의해 나타나는 질환으로 단순히 비정상적인 유전자를 갖고 있는 것은 질병이 아니다. 비록 비정상적인 유전자가 수정 시에 획득되더라도 대부분의 유전병은 출생 후 어느 정도 시간이 경과한 후에야 나타나기 때문이다. 전형적인 유전병은 단일 유전자 결함의 결과로 나타나지만 때로는 다발성 또는 복합성 유전자 결함이나 환경적인 인자에 의해서 나타나기도 한다. 

 염색체이상이란 식별할 수 있는 염색체의 잘못된 위치 선정을 뜻하는데, 이는 핵형 검사(karyotyping)로 확인할 수 있다. 핵형 검사는 세포를 배양해서 분열을 유발한 후 일정한 시기에 그 진행을 차단한 후 염색하여 현미경으로 염색체를 관찰하는 것이다. 

 X염색체(Barr body)는 구강점막 도말검사라는 간단한 검사로 확인할 수 있다. Barr체는 하나 이상의 X염색체가 존재할 때만 나타나므로 정상적인 남자에서는 볼 수가 없고 XX 성염색체의 정상 여성은 Barr체가 1개, XXX 형의 성염색체를 갖는 여성은 2개의 Barr체를 보인다. Y염색체(F체)는 형광 염색으로 확인할 수 있다. 수정부터 출생 사이에 발생하는 염색체 이상은 크게 배아기와 태아기에 발생하는 것으로 나눌 수 있는데, 배아기에 발생되면 생체나 기관 구조에 육안적인 기형을 초래하므로 이를 배아성 또는 선천성 기형이라 한다. 그러나 태아기의 질환은 비교적 흔치 않고 이들은 임신 후기에 나타나는 질환들과 좀 더 비슷하다.

 선천성이란 출생시 이미 존재하는 것을 의미한다. 배아기 이상이나 태아기의 질병은 때로 성인이 될 때까지 발견되지 않을 수도 있다. 유전자 또는 염색체 질환도 역시 선천적이지만 대부분은 출생 후 어느 정도 기간이 경과한 후에야 나타난다. 따라서 선천성이 아니다. 가족적 질환이란 가족 구성원 중 몇 사람이 같은 질환을 갖는 것을 말한다. 일반적으로 가족적 질환을 이야기할 때 유전인자가 한 세대에서 다음 세대로 계승되기 때문에 유전적 질환이라고 생각하는 경향이 있지만 유전질환을 갖고 있는 많은 사람들이 가족력을 갖지 않는 경우가 있다. 그 이유는 많은 질환들이 열성이거나 또는 새로운 생식 세포의 돌연변이로 인해 발생하기 때문이다. 또한 배아기형 이상 중에는 다낭포신, 열순 및 구개파열 같이 비정상적인 유전자에 의해 나타나며 가족적인 것도 있다.