소개글
"생명과학 수행평가"에 대한 내용입니다.
목차
1. 유전자 검사와 범죄해결
1.1. 유전자 검사의 역사
1.2. DNA를 통한 신원확인
1.3. DNA 감식을 이용한 첫 번째 사건 해결
1.4. DNA 분석을 통한 유전자 감식 과정
1.4.1. 생체증거물 수집
1.4.2. 세포로부터 DNA 추출
1.4.3. 유전자 증폭
1.4.4. 분석
1.4.5. 결과 판정 및 DNA 증거능력
1.5. 현재 활용되고 있는 유전자 분석방법
1.5.1. STR 분석
1.5.2. 미토콘드리아 DNA 분석
1.5.3. STR 분석과 미토콘드리아 DNA 분석의 비교
1.6. 유전자 분석을 사용한 판례
2. 마르판 증후군
2.1. 마르판 증후군이란?
2.2. 마르판 증후군의 원인 및 유전방식
2.3. 마르판 증후군의 증상
2.4. 마르판 증후군의 진단
2.5. 마르판 증후군의 치료
3. 낭성섬유증
3.1. 낭성섬유증의 원인 및 증상
3.2. 낭성섬유증의 유전 방법
3.3. 낭성섬유증의 진단 방법
3.4. 낭성섬유증의 치료 방법
3.5. NCBI를 이용한 원인 유전자 CFTR 추가 조사
4. 생명과학Ⅱ과 지필-수행평가 계획
4.1. 평가 목적 및 방침
4.2. 평가 기준안
4.3. 평가 방법 및 내용
4.4. 수행평가 세부계획
4.5. 수행평가 인정점 부여
5. 참고 문헌
본문내용
1. 유전자 검사와 범죄해결
1.1. 유전자 검사의 역사
1953년 4월 왓슨(James Watson)과 크릭(Francis Crick)은 DNA 이중나선구조 모델을 제시해 과학계에 큰 충격을 불러일으켰다. 이 DNA 이중나선 모델은 지난 50년간 현대생물학의 근간이 되었다. 유전물질인 DNA는 우리 시대의 가장 기념비적인 거대분자로서, 멘델이 언급했던 유전되는 요소와 모건이 언급했던 염색체상의 유전자들은 모두 DNA로 구성되어 있다. 우리의 유전적 형질은 부모로부터 물려받은 46개의 염색체에 존재하는 화학물질인 DNA에 의한 것이다. 핵산은 자연계의 모든 분자들 중에서 자가복제를 할 수 있는 유일한 분자이다. 부모와 그 자손의 유사성은 DNA의 정확한 복제 및 복제된 DNA가 한 세대에서 다음 세대로 전달되는데 기초하고 있다. 유전 정보는 DNA라는 화학적 언어로 암호화되어 있고 신체의 모든 세포에 존재한다. DNA는 생화학적, 해부학적, 생리학적 특징과 그리고 어느 정도로 행동 특징을 나타내는 프로그램을 내포하고 있다. 이처럼 DNA의 발견은 생명과학계에 엄청난 충격과 발전을 가져왔다."
1.2. DNA를 통한 신원확인
1984년 9월10일, 영국의 유전학 교수 알렉제프리(Alec Jeffreys)는 자신이 몸담고 있던 레스터(Leicester) 대학에서 개인마다 고유한 유전자 배열, 즉 유전자 지문(genetic fingerprinting)을 최초로 발견하였다. 이는 범죄 수사에 혁명적인 발견이었다. 제프리 교수는 자신이 개발한 이 유전자 지문 기술을 통해 개인의 고유한 유전자 암호 차이점을 이용하여 개인을 생물학적으로 식별해낼 수 있다는 것을 깨달았다. 이는 기존의 혈액형 검사나 다른 신체적 특징을 통한 신원 확인 방법의 한계를 극복할 수 있는 새로운 돌파구가 된 것이다.
제프리 교수의 이 발견은 과학수사에 큰 혁명을 불러일으켰다. 정확한 증거 확보의 한계로 인해 수많은 억울한 누명 씌우기와 완전범죄가 존재했던 과거와 달리, 알렉제프리의 DNA 지문 기술은 범죄 현장에 남아있는 생체 증거물(혈액, 타액, 정액 등)을 이용하여 그 사람의 DNA 유전자 지문을 확인함으로써 범인을 정확히 특정할 수 있게 되었다. 이로써 그동안 해결되지 않았던 많은 미제 사건들이 DNA 감식을 통해 규명될 수 있게 되었다.
이 기술이 처음 개발되었을 때에는 1마이크로그램의 DNA만으로도 개인 식별이 가능했지만, 이후 중합효소연쇄반응(PCR) 기술의 발달로 100피코그램 수준의 극소량의 DNA로도 분석이 가능해졌다. 이에 따라 범죄 현장에서 채취할 수 있는 미량의 증거물로도 DNA 감식이 가능해졌고, 수사의 사각지대였던 많은 사건들이 해결될 수 있게 되었다.
DNA를 통한 신원 확인은 초기에는 친자 확인 소송이나 강간 사건 등에 주로 활용되었지만, 점차 그 활용 범위가 확대되어 갔다. 특히 1983년 영국 나보르 마을에서 발생한 연쇄 강간살인 사건을 해결하면서 DNA 유전자 지문 기술의 위력이 세상에 알려지게 되었다. 이 사건에서는 정액 증거를 토대로 DNA 감식을 실시하여 범인을 특정할 수 있었고, 이는 DNA 감식이 범죄 수사에 혁신적인 기법임을 입증하는 계기가 되었다.
이처럼 DNA 유전자 지문 기술은 기존의 신원 확인 방식의 한계를 극복할 수 있는 혁신적인 수단으로, 수많은 미제 사건을 해결하는 데 큰 기여를 했다. 이는 범죄 수사에 있어 과학 기술의 발전이 가져온 중요한 전환점이라고 할 수 있다.
1.3. DNA 감식을 이용한 첫 번째 사건 해결
1983년 11월 23일 영국 나보르의 작은 마을. 당시 15살인 여중학생 린다 만 양이 블랙 패드라는 한적하고 조그마한 들길을 걷고 있었다. 그러나 그 다음날 이 학생은 목이 졸려 죽은 채 발견됐다. 그리고 심하게 성폭행도 당한 것으로 나타났다. 범인이 현장에 남긴 유일한 단서는 여학생의 몸속에 남긴 정액이 전부였다. 수사팀은 정액분석을 통해 범인의 혈액형이 A형이라는 걸 알아냈다. 다시 3년이 지난 후 비슷한 사건이 일어났다. 역시 15세의 여중생 돈 애쉬워드가 성폭행 뒤 살해된 채 발견됐다. 앞서 살해된 린다의 시신이 발견된 지점에서부터 불과 1마일 정도 떨어진 조그마한 오솔길에서였다. 여기에서도 범인의 정액이 검출됐다. 수사팀은 이 정액을 과학수사연구소에 보냈고, 범인의 혈액형이 린다 사건의 범인으로 추정되는 혐의자의 혈액형과 꼭 같은 A형이라는 사실을 밝혀냈다. 이에 수사팀은 두 사건이 한 사람의 소행이라는 결론을 내렸다.
경찰은 유전학 교수인 알렉제프리를 찾아가 희생자에게 남아있는 정액을 검사해달라고 의뢰했다. 제프리 박사는 용의자 버클랜드를 만나 혈액을 채취했고 그가 개발한 기술에 적용한 결과 용의자의 DNA와 다르다는 것을 밝혀냈다. 결국 용의자는 경찰의 강압수사에 거짓 자백을 한 것이고, 유력한 용의자를 잃은 경찰은 나보르 마을에 거주하는 모든 남자들을 대상으로 DNA검사를 시작한다. 유독 한 사람만이 검사를 피해 도주하려하고 한 친구에게 피검사에 응해달라고 대리 요청을 한 것으로 드러났다. 그의 이름은 콜린 피츠포크로 검거 후 DNA검사를 실시하자 연쇄강간살인 혐의자의 DNA지문과 일치했다. DNA지문 검사를 통해 검거된 첫 번째 살인범이었다.
1.4. DNA 분석을 통한 유전자 감식 과정
1.4.1. 생체증거물 수집
범죄사건 해결의 시작점은 범죄현장에 남겨진 흔적이 피해자와 범인에게서 비롯된 것인지 확인하는 일이다. 살인사건이나 폭행상해 사건 등의 범죄현장의 바닥 또는 벽면에 혈액이 흩뿌려져 있고, 흉기에 찔려 쓰러져 있는 피해자의 옷에도 혈액이 스며들어 있다. 이러한 생체 증거물로는 혈액(혈흔), 타액, 소변, 정액(정자), 머리카락, 뼈, 치아, 조직, 손톱, 발톱 등이 있다. 이 생체 증거물들은 세포로 이루어져 있고 그 세포구성물은 핵과 미토콘드리아가 있는데 여기에 DNA가 들어있다.""
1.4.2. 세포로부터 DNA 추출
세포로부터 DNA 추출이다. 세포 안에 있는 DNA는 단백질, 지방, 탄수화물들로 둘러싸여 있어 이들을 먼저 제거해야만 한다. 이를 위해 여러 화학약품을 이용한다. 초기에 개발된 RELP 기법에서는 1마이크로그램의 DNA가 필요했지만, 이후 도입된 PCR 기법을 사용하면 그보다 훨씬 적은 100피코그램이나 1나노그램 정도의 DNA만으로도 추출이 가능하다. 즉, PCR 기술의 발달로 극소량의 DNA 시료에서도 분석이 가능해진 것이다. 이처럼 범죄현장에 남아있는 아무리 작은 DNA 흔적이라도 PCR을 이용하여 분석할 수 있는 충분한 양의 시료를 얻을 수 있게 되어 수사에 큰 도움이 되고 있다"이다.
1.4.3. 유전자 증폭
추출되어 확인된 DNA는 몇 시간 내에 수백만 개의 특정 염기서열의 DNA를 복제할 수 있는 PCR기술에 의해 개인 식별에 필요한 DNA마커 부분만을 증폭하게 된다." PCR을 이용하면 범죄현장에서 수거한 증거물에 남아있는 극소량의 DNA를 복재해 낼 수 있다.""중합효소연쇄반응(polymerase chain reaction, PCR)은 적은 양의 DNA조각을 엄청난 양으로 증폭시키는 체외 클로닝 방법이다. PCR은 특정한 유전자의 클로닝 또는 조직이나 기관에서 mRNA로 전사되는가를 알아내는 데 사용된다. 유전자 클로닝의 표준방법은 재조합 DNA를 미생물에서 증폭시키는 것인데, PCR은 시험관에서 몇시간 이내에 몇 백만배로 증폭시킬 수가 있다. 그래서 PCR은 적은 시료를 가지고 연구하는데 매우 유용하다.""이처럼 범죄현장에 남아있는 아무리 작은 DNA 흔적이라도 PCR을 이용하여 분석할 수 있는 충분한 양의 시료를 얻을 수 있게 된 것이다. 아마 PCR이 없었더라면 수사과정에서 충분한 양...
참고 자료
권영법, “디엔에이(DNA) 감식결과의 허용성과 증명력”, 인권과 정의 Vol.420
김혁돈, “형사절차에 있어 유전자정보의 이용”, 법학논고 제33집 (2010. 6)
사법연수원, 2011 과학수사론 , 2011.
조성룡, “형사소송법상 DNA지문감식의 허용과 한계”, 형사정책연구제15권 제2호(통권 제58호, 2004년 여름호)
조성룡, “책임능력의 판단에 있어서 게놈분석의 적용가능성”, 한국형법학의 새로운 지평 (심온김일수교수화갑기념논문집), 박영사, 2006
Gregory D. LEE ․ M. P. A, Practical Criminal Evidence, Prentice Hall, 2007,
O. Lempert 외 2명, A ModernApproach To Evidence - Text, Problems, Transcripts and Cases, Third Edition, West Group, 2000, pp. 111～1121. ;Stephan Harbort, Der Beweiswert der Bluteprobe, Richard Boorberg, 1994, S.
Campbell, 생명과학 8판, 도서출판 바이오 사이언스 2008
Scott F.Gilbert, Developmental Biology 7th ed, 2004
박기원, DNA분석과 과학수사, 살림지식총서 319, 2008
임준태, 임준태교수의 법의학과 범죄수사, 21세기사, 2007
김형근, DNA연쇄살인의 끝, 글항아리, 2009
표창원.유제설, 한국의 CSI, 북라이프, 2011
최상규, 범죄의 추억, 청어람, 2013
이은희, 하리하라의 바이오 사이언스 ,살림FRIENDS, 2009
한국법과학회, http://www.ksfs.org/
국립과학수사연구원, http://www.nfs.go.kr/main.action
[e칼럼]괴짜 과학자가 발견한 DNA지문(1)~(2), 김형근 칼럼리스트 ,중아일보, ,2009.09.08
