640억분의 1 확률

여러분 로또 당첨될 확률이 약 800만 분의 1이라고 합니다.

과연 640억분의 1이란 확률은 뭘까요?

 

힌트는 사람 몸 일부입니다.

 

생각해 보세요~~

과연 우리 몸에서 640억 분의 1이라는 엄청난 희박한 확률을 가지는 것이 무엇일까???

 

바로

지문 - 한겨레 신문 참조

사람의 지문입니다. 

한번 옆에 있는 분들과 비교를 해보세오~~지문의 모양이 똑같은지....

일란성쌍둥이도 지문은 다릅니다. 일란성쌍둥이는 하나의 정자와 하나의 난자가 수정이 되어서 수정란이 됩니다. 이때 수정란이 세포분열(난할이라고 함)을 하는데 핵이 분열되어 수정란이 2개가 되어 쌍둥이가 됩니다. 일란성쌍둥이의 유전정보는 같습니다. 근데, 왜 지문은 다를까요??

자궁 속에서 수정란이 발생을 하는데 돌연변이로 인하여 지문이 달라졌다고 한다. 

암튼 일란성 쌍둥이도 다른 지문이 다른데, 일반인이라면 말할 필요가 없지 않을까???

일란성쌍둥이도 지문이 다른데, 일반인들이 같은 확률은 엄청나게 작겠죠? 그게 바로 640억 분의 1입니다. 여기서 잠깐 지구의 인구가 약 70억이라고 본다면 지문이 같은 사람은 없다고 봐도 되겠네요 와우~~~

그리고 알고 있겠지만, 사람의 지문은 한번 생기면 절대로 바뀌지 않는다. 이로 인해서 사람을 찾는 것이다.

 

지문은 크게 세 가지 유형으로 나눈다.

지문의 모양은 고리형(발굽형), 소용돌이형, 아치형으로, 개인별로 미세한 차이는 있더라도 지문을 형성하는 데 공통으로 적용되는 원리가 있다. 지문은 아주 미세한 융선들로 이뤄져 있어 사소해 보이지만 피부의 마찰력을 높여 미끄럼을 방지하고 피부 감각의 민감도를 높여준다. 이는 우리가 손으로 작업하는 데 아주 요긴한 역할을 한다.
지문의 무늬를 이루는 융선은 정자와 난자가 만나 수정이 일어난 뒤 임신 13주부터 몇주에 걸쳐 완성된다. 임신 13주 차에 손가락 끝마디 중앙 부분부터 융선이 형성되기 시작해 17주 차에 1차 융선이 완성되고, 이후 그 사이사이를 메꾸는 2차 융선이 나타난다. 그러나 그동안 지문의 융선이 완성돼 가는 구체적인 생화학적 과정은 규명되지 못했다. 피부 접힘, 혈관 배열의 영향 등 여러 이론이 나왔지만 가설 단계를 벗어나지 못했다.

지문의 모양(루프형, 소용돌이형, 아치형) - 네이버 참조

사람마다 지문이 다른 이유에 대해서 영국의 에든버러대 과학자들이 생화학적 과정을 발견에 발표를 했다. 이번에 사용되는 원리는 얼룩말 무늬가 형성되는 원리가 같은 튜링 패턴이라는 원리인데, 1940년 영국의 수학자 엘런 튜링이 제안한 원리를 이용하여 설명을 했다.

튜링은 튜링에 의하면 유기체 안에서 활성제와 억제제 역할을 하는 두 물질이 작용하고 퍼지면 튜링 패턴이라는 무늬가 생긴다고 주장을 했죠. 이를 튜링 패턴이라고 부르고, 호랑이나 얼룩말 무늬 같은 자연 세계에서 보이는 다양한 형태의 무늬를 설명하기 위해 고안한 수학이론입니다.

 

<지문 형성이 시작되는 발화점 세 곳도 발견했다. 손가락 끝마디 중앙 부위와 손톱 바로 아래 부위, 손가락 끝마디 관절주름 부위 세 곳에서 1차 융선이 형성됐다.
연구진은 지문 융선의 형성이 참호를 파듯 피부 아래쪽에 홈을 만드는 것에서부터 시작한다는 데 주목했다. 움푹 들어간 홈이 만들어지면 그 후 몇주에 걸쳐 그 속에서 세포가 증식되면서 점차 솟아올라 융선을 완성한다.
연구진은 이 과정이 모낭 발달 과정과 비슷하게 하향식으로 전개되는 데 착안했다. 연구진은 임신 중절자들한테서 기증받은 배아 조직의 손가락끝 세포핵에 있는 RNA를 분석해 모낭 세포들과 비교했다. 그 결과 두 곳의 세포들은 세가지 신호 전달 분자를 공유하고 있다는 걸 알아냈다. 그 세 가지는 WNT, EDAR, BMP라는 단백질 분자다. 연구진은 실험을 통해 WNT와 EDAR가 상호협력 관계에 있음을 확인했다. WNT는 융선의 형성을 촉진하고, EDAR는 융선의 크기와 간격을 결정하는 데 관여한다. 반면 BMP는 이를 억제하는 작용을 한다.
연구진은 이어 생쥐를 대상으로 이 신호 분자들이 어떻게 상호작용하며 무늬를 형성하는지 실험했다. 생쥐는 지문은 없지만 발가락 피부에 사람의 지문과 비슷한 줄무늬가 있다.
실험 결과 EDAR 수치를 높이면 융선이 더 두껍고 간격이 넓어졌다. 반면 EDAR 수치를 줄이면 줄무늬가 생기지 않고 반점이 생겼다. BMP에서는 반대의 현상이 발생했다. 이런 패턴은 튜링 반응-확산 모델에서 볼 수 있는 튜링 패턴의 특징이라고 연구진은 설명했다.>

지문이 시작되는 세 부위-한겨례 신문 참조

고리형·소용돌이형·아치형의 차이는?

연구진은 마지막으로 컴퓨터 모델을 이용해 3개의 융선 시작 부위(손가락 끝마디 중앙, 손톱 바로 밑, 끝마디 주름)에서 튜링 패턴이 어떻게 전개돼 가는지 살펴봤다. 그 결과 가장 일반적인 세 가지 지문 형태에서부터 희귀한 지문 형태에 이르기까지 다양한 지문 모양이 만들어질 수 있다는 걸 알아냈다.
예컨대 아치형 지문은 손가락 끝마디 중앙의 융선이 생기는 속도가 더딜 때 만들어진다. 중앙 융선이 생기기 전에 손가락 끝마디 주름과 손톱 밑쪽에서 생기는 융선이 더 많은 공간을 차지하면서 아치형 지문이 완성됐다.
손가락의 모양에 따라 손가락 세포 성장의 패턴도 달라졌다. 손가락 끝마디 중앙 부위가 넓고 대칭이며 융선이 일찍 형성되면 소용돌이형 지문이 생겨났다. 중앙 부위가 길쭉하고 비대칭이면 고리형 지문이 나타났다.
전 세계 지문의 분포는 고리형이 전체의 60~70%로 가장 많고 그다음이 소용돌이형(20~30%), 아치형(5%)으로 알려져 있다. 로엘 누시 스탠퍼드대의대 교수(발달생물학)는 ‘사이언스’에 “이번 지문 연구는 작은 차이가 무한한 패턴의 변주를 일으킬 수 있음을 보여주는 좋은 사례”라고 평가했다.

 

한겨례 신문 참조입니다.

 

<논문 정보

 ttps://doi.org/10.1016/j.cell.2023.01.015">ttps://doi.org/10.1016/j.cell.2023.01.015
The developmental basis of fingerprint pattern formation and variation Cell>

 

이상 사람마다 지문이 다른 이유에 대하여 알아봤습니다.^^

 

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