DNA와 방사선

목차

◈ DNA
- DNA의 물리적 특성
- DNA의 구조
- 유전물질로서의 DNA
- DNA 복제
- 유전정보의 매개체로서의 DNA： 유전암호의 전사 및 번역
- DNA의 RNA로의 전사
- 유전암호의 돌연변이
- DNA 회복
- 유전자의 조절

◈ 방사선
- 방사선의 종류
① α(알파)선
② β(베타)선
③ γ(감마)선
④ 그 외의 방사선
- 단위
① 그레이(gray)
② 시베르트(sievert)
③ 뢴트겐(Rontgen)
- 검출과 측정
- 이용과 문제

본문내용

자선은 전하를 가지지 않지만 운동 에너지가 크기 때문에 그러한 운동 에너지를 잃으면서 감마선을 내놓거나 양성자를 방출하여 이온화 작용을 일으킨다. 우주선은 원자핵이나 원자로 등, 지구가 기원이 아닌 우주에서 기원하는 모든 방사선을 지칭하는 것으로 뮤온, 중성미자, 전자, 중성자, 감마선 등을 모두 포함한다.
- 단위
① 그레이(gray) : 그레이는 흡수된 방사선 에너지의 양을 나타내는 단위이며 표기는 Gy이다. 단위 질량당 해당 물질이 방사선을 통해 흡수한 에너지를 표시하며 이 단위는 모든 물질과 방사선에 적용할 수 있다. 1Gy는 1kg의 물질이 1J의 에너지를 흡수한 것을 표현한다. 예전에는 이러한 단위로 주로 래드(rad)가 사용되었으며 약 100rad가 1Gy에 해당한다.
② 시베르트(sievert) : 시베르트는 방사선 방어 분야에 사용되며, 인체가 흡수한 방사선 때문에 일어나는 영향 정도를 수치화한 단위이다. 표기는 Sv로 한다. 인체가 흡수한 방사선의 양을 방사선 종류마다 정해진 계수를 이용해 산출한다. 이 때 방사선 양은 그레이를 이용한다. 예전에는 이러한 단위로 주로 렘(rem)이 사용되었으며 약 100rem이 1Sv에 해당한다.
③ 뢴트겐(Rontgen) : 예전에 가장 많이 사용되던 방사선 단위가 뢴트겐이며 표기는 R이나 r을 사용한다. 이는 공기 중에서 X선이나 감마선을 비추었을 때 원자가 이온화되는 정도를 가지고 측정한다. 1 R은 0도, 1기압의 공기에서 2.58×10-4 c/kg의 이온화가 일어나는 방사선 양이 된다. 단 국제 표준 단위에 채용되지 않았기 때문에 현재는 많이 사용되지 않는다.
- 검출과 측정
방사선을 측정하는 방법에는 방사선이 일으키는 이온화를 이용해서 전기적인 측정을 하는 방법, 방사선의 형광작용을 이용하는 방법, 감광작용을 이용하는 방법이 있다. 전기 측정 방법은 가장 오래된 것으로서, 가이거-뮐러 계수기(Geiger-Muller counter)가 대표적이다. 이 계수기는 기체가 이온화되었을 때 전류가 기체 사이를 흐른다는 점을 이용하여, 전류의 세기를 가지고 방사선을 측정한다. 이런 식으로 기체의 이온화를 이용해서 전기적인 방식으로 측정하는 기구를 통틀어 이온화상자(ionization chamber)라고 한다. 또한 방사선이 가진 에너지가 감소하면서 형광(螢光)이 나타나는 현상인 신틸레이션(scintillation)을 이용한 측정 방법이 있다. 이 측정 기구를 신틸레이션 계수기라고 하며, 형광물질을 칠한 막에 방사선이 충돌했을 때 나오는 형광의 세기를 정밀하게 측정하는 기구이다. 그리고 X선 사진을 찍듯, 방사선이 필름을 감광시킨다는 것을 이용하여 측정하는 방법이 있다. 이러한 방법 이외에도 반도체를 이용해서 측정하는 기술도 개발되어 있다.
- 이용과 문제
방사선은 그 자체가 가지고 있는 여러 가지 특성 때문에 각종 과학 연구에 매우 다양하게 이용된다. 특히 현대 물리와 화학에 있어서 이러한 방사성 원소를 개발하고, 입자가속기를 통해 입자를 관찰하는 것은 필수적인 사항이다. 또한 생물학이나 의학에서도 방사선 동위원소를 이용한 상태 관찰 등은 매우 일반적으로 사용되고 있다. 하지만 방사선은 에너지와 전하량이 커서, 원자나 분자에 직접 작용하여 DNA나 단백질의 주요 구조를 망가뜨리기 때문에 생물에게는 상당히 좋지 않은 영향을 미치게 된다. 예를 들어 방사선이 생물의 생식세포에 작용하면 과도한 돌연변이가 일어나서 기형이 나올 확률이 높아지게 되며, 성체에 작용하면 세포가 죽거나 암이 발생하기도 한다. 특히 2차 세계 대전 말기에 사용된 원자폭탄에 의한 피폭이나, 체르노빌 원자력 발전소 사고 등이 그 예이다.

키워드

DNA,   DNA의 물리적 특성,   방사선,   방사선의 종류,   방사선의 단위