생명과학 ① 9-2. 생식과 발생, 염색체와 유전자 B
◈ 염색체와 유전자
② 멘델의 유전 법칙
오스트리아의 수도사였던 멘델은 완두의 교배 실험을 통해 일정한 규칙성을 갖는 유전 현상을 발견하고 1865년에 발표하였다.
ⓐ 멘델의 실험
* 실험 1
순종인 둥근 완두와 주름진 완두를 교배하였더니 잡종 제 1대에서는 둥근 완두만 생겼고, 잡종 제 1대의 둥근 완두를 *자가수분시켰더니 잡종 제 2대에서는 둥근 것 : 주름진 것 = 3 : 1의 비율로 생겼다.
* 둥근 완두(RR) + 주름진 완두(rr) ⇨ 둥근 완두(Rr) : 잡종 제 1세대
잡종 제 1세대(Rr) + 잡종 제 1세대(Rr) ⇨ 둥근 완두(RR-Rr) : 주름진 완두(rr) = 3 : 1
* 자가수분(自家受粉, self-pollination) : 자가수분은 사람이 인위적으로 품종을 개량하고자 할 때 사용되는 방법이기도 하다. 만일 식물이 가지고 있는 대립유전자가 서로 다르다면(헤테로: hetero) 자가수분을 했을 때 그 자손의 표현형도 서로 다른 결과가 나오게 된다. 이러한 자가수분을 계속하여 표현형을 골라내면 사람이 원하는 형질을 추출할 수 있다. 이런 자가수분을 동계교배 또는 근친교배라고 부르기도 한다. 또한 이러한 방법을 통해서 멘델은 유전학을 연구하기도 하였다.
* 실험 2
순종인 둥글고 황색인 완두와 주름지고 녹색인 완두를 교배하였더니 잡종 제 1대에서는 둥글고 황색인 완두만 생겼다.
잡종 제 1대의 둥글고 황색인 완두를 자가 수분시켰더니 잡종 제 2대에서는
둥글고 황색 : 둥글고 녹색 : 주름지고 황색 : 주름지고 녹색 = 9 : 3 : 3 : 1로 나왔다. 즉, 둥근 것 : 주름진 것 = 12 : 4 = 3 : 1, 황색 : 녹색 = 12 : 4 = 3 : 1이 되었다
* 둥글고 황색(RRYY) + 주름지고 녹색(rryy) ⇨ 둥글고 황색(RrYy) : 잡종 제 1세대
잡종 제 1세대(RrYy) + 잡종 제 1세대(RrYy)
⇨ 둥글고 황색 : 둥글고 녹색 : 주름지고 황색 : 주름지고 녹색 = 9 : 3 : 3 : 1
ⓑ 멘델의 가설
멘델은 유전 현상을 설명하기 위해 몇 가지 가설을 세웠다.
* 한 개체는 한 가지 형질을 나타내는 한 쌍의 유전 인자를 가진다.
* 유전 인자는 어버이로부터 자손에게 물려지고 대를 거듭하여 자손으로 전달되는 도중 변하지 않는다.
* 한 형질을 결정하는 대립 인자가 다를 경우, 그 중 한 유전 인자만 표현된다.
* 한 개체가 가진 한 쌍의 대립 인자는 생식 세포를 형성할 때 서로 분리되어 나뉘어 들어갔다가 수정에 의해 다시 쌍을 이룬다.
* 두 가지 형질의 유전에서 다른 형질을 결정하는 대립 인자들은 서로 독립적으로 분리되어 자손에서 전달된다.
ⓒ 멘델이 유전 법칙
* 우열의 법칙
순종의 대립 형질끼리 교배시켰을 때 잡종 제 1대에서 우성 형질만 표현된다.
* 분리의 법칙
잡종 제 1대를 자가 수분시키면 생식 세포를 만들 때 대립 형질을 나타내는 유전자가 분리되어 생식 세포로 나뉘어 들어가 잡종 제 2대의 표현형이 일정한 비율(우성 : 열성 = 3 : 1)로 분리되어 나타난다.
* 독립의 법칙
두 쌍 이상의 대립 형질이 유전될 때 각각의 형질이 다른 형질의 유전에 영향을 주지 않고 독립적으로 유전된다.
ⓓ 멘델의 발견의 한계
멘델은 가정한 유전 인자가 어디에 있는지 알지 못했다.
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