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범죄 현장에 머리카락 한 올만 남아 있어도 게임은 끝난다. 머리카락 검사는 1960년대 말부터 시작됐다고 한다. 초기에는 본인을 증명하는 유전자 검사에 주로 사용되었지만, 최근에는 약물 복용이나 미네랄 검사 같은 다양한 검사까지 할 수 있다.
머리카락 하나에 담겨진 정보는 상상 외로 많다. 머리카락 속에 감춰진 비밀들을 들여다본다.
머리카락 한 올로도 충분한 이유
“난 그 시간에 확실한 알리바이가 있어. 당신들 확실한 증거도 없이 나에게 이럴 수 있어?”
용의자가 강하게 항변하자 형사는 잠시 침묵하더니 비닐봉지를 내민다.
비닐봉지 속에는 머리카락이 한 올 들어 있다.
“이봐. 여기 머리카락 보이지? 살인 현장에서 나온 거야. 당신은 그 장소에 가 본 적도 없다고 했지?
DNA 검사 결과 당신 것으로 드러났는데, 이건 어떻게 설명할 거지?”
범죄수사물에서 흔히 보는 장면이다. 범죄 현장에 남겨진 머리카락 한 올로도 범인을 검거할 수 있다는 사실은 이미 많이 알려졌다. 머리카락으로 유전자 검사를 하면 본인임을 쉽게 입증할 수 있기 때문이다. 혈액ㆍ소변ㆍ침 등도 증거가 되지만 머리카락을 이용하는 편이 가장 간편하다. 머리카락만 있으면 그 사람의 모든 것을 알 수 있다.
유전자 검사는 범죄 현장에 범인이 있었다는 사실을 확인하거나 친자 관계를 확인할 때 많이 쓴다. 그런데 원초적인 질문 하나. 어떻게 머리카락 '하나'로 내 몸 전체의 유전자를 대표할 수 있을까? 머리카락은 내 몸의 극히 일부일 뿐인데 말이다.
이에 대한 답은 ‘우리 몸의 세포는 모두 똑같은 유전자를 갖고 있다'는 사실이다. 예를 들어 내 몸의 피부세포, 신경세포, 근육세포 등은 그 모양과 기능이 모두 다르다. 하지만 세포를 열어 그 속에 든 유전자(DNA)를 꺼내 보면 모두 100% 일치한다. 이것이 머리카락 한 올로 유전자 검사를 할 수 있는 기본 전제다.
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유럽인은 8만 가닥, 동양인은 10만 가닥을 갖고 있다는 머리카락. 그
많은 가닥 중 단 한 올이라도 있으면 그 사람의 모든 유전자 정보를 얻을 수 있다.
중요한 것은 머리카락이 아니라 머리카락의 뿌리
머리카락의 주성분은 '케라틴'이라는 단백질이다. 하지만 케라틴은 말 그대로 단백질일 뿐이어서 이 속에는 유전 정보가 없다. 머리카락에서 유전 정보를 담고 있는 부분은 바로 하얗게 보이는 뿌리 부분이다. 그래서 유전자 검사를 할 때는 머리카락의 뿌리 부분이 남아 있어야 한다.
검사기관에 유전자 검사를 의뢰하면 이 뿌리 부분을 긁어내 따로 모은다. 여기에 케라틴 단백질이나 멜라닌 색소를 만드는 세포가 포함돼 있기 때문이다. 이때 특수 용액으로 세포를 터트리면 세포에 든 DNA를 꺼낼 수 있다.
하지만 머리카락 하나에서 꺼낸 DNA의 양은 많지 않아 검사 결과를 얻기 힘들고, 다양한 실험을 할 수 없다. 이를 보완해 주는 기술이 바로 PCR(Polymerase Chain Reaction, 중합효소연쇄반응)이다. PCR을 쓰면 DNA의 양을 순식간에 수백 배ㆍ수천 배로 늘릴 수 있다. 이는 마치 컴퓨터에서 동일한 파일을 수백 개ㆍ수천 개 복사하는 것과 같은 원리다.
이렇게 DNA를 얻으면 다양한 실험으로 수많은 정보를 얻을 수 있다. DNA에는 그야말로 한 사람의 ‘모든 것'이 들어 있기 때문이다. 가장 흔히 쓰는 방법은 ‘전기 영동법'이다. DNA를 ‘DNA 절단효소'로 자른 뒤 전기를 걸어 이동시키면 DNA 조각이 일정한 패턴으로 나타난다. 이 패턴이 본인과 타인을 가르는 기준이 된다.
예를 들어 범죄 현장에서 얻은 머리카락의 DNA 패턴과 용의자 머리카락의 DNA 패턴이 100% 똑같다면 이는 동일 인물이라는 말이다. 부모와 자식은 100%가 아니라 50% 정도 똑같이 나타난다. 이는 자식이 아버지와 어머니로부터 절반씩 유전자를 물려받았기 때문이다.
머리카락만 있으면 한 사람의 모든 정보가 담겨 있는 DNA를 알 수 있으므로,
머리카락 검사는 범죄자 색출이나 친자 확인 등에 유용하다.
머리카락에 영양 정보도 남는다
머리카락으로 알 수 있는 사실은 이뿐만이 아니다. 우리가 칼슘(Ca)ㆍ칼륨(K)ㆍ나트륨(Na) 같은 미네랄 등을 섭취했던 사실들이 머리카락에 고스란히 기록된다. 또 마약류 같은 약물도 머리카락에 남는다. 이 정보는 머리카락 뿌리가 아니라 밖으로 노출된 케라틴 층에서 열람할 수 있다.
머리카락의 주성분인 케라틴은 모낭의 ‘케라티노사이트'라는 세포가 만든다. 또 머리카락을 검게 만드는 멜라닌 색소는 ‘멜라노사이트'라는 세포가 만든다. 케라틴 단백질과 멜라닌 색소가 겹겹이 쌓이면서 머리카락이 만들어진다. 이때 그 순간 몸에 있는 미네랄 등이 함께 쌓이게 된다.
한 달 동안 머리카락은 1cm 정도 자란다. 만약 머리카락 길이가 10cm라면 10개월 동안의 영양상태를 고스란히 알 수 있는 것이다. 특히 머리카락은 혈액이나 소변보다 10~50배 정도 강한 농도로 미네랄 정보를 저장하기 때문에 훨씬 정확하게 분석할 수 있다. 또 일순간의 기록이 아니라 시기별로 영양 상태를 정확히 분석할 수 있기 때문에 매우 유용하다.
예전 우리 조상들은 ‘신체발부수지부모'(身體髮膚受之父母)라고 하여 머리카락 하나도 소홀히 다루지 않았다. 그 본뜻과는 다르지만 오늘날도 머리카락 하나도 소홀히 다룰 수 없는 세상이다. 과학의 발달로 머리카락 하나로 내 모든 정보가 적나라하게 드러나게 됐기 때문이다. 모든 과학기술이 그렇듯 잘 쓰면 약, 잘못 쓰면 독이다.
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전영미(병욱스)
과학이란 정말 신기한거 같아요~
부모님에게 물려받은 소중한 신체~
이 신체를 좋은 일에 사용하시기를~
^0^
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