생명과학 ② 7-1. 유전 물질을 밝히는 실험적 증거

▎생명과학 ② 7-1. 유전 물질을 밝히는 실험적 증거

20세기 초에 과학자들은 유전자가 염색체에 존재하며, 염색체가와 단백질로 구성되어 있다는 사실을 발견했다. 이것을 바탕으로 과학자들은 염색체를 구성하는 물질 중 어느 것이 유전 물질인지를 알아보기 위해 많은 연구를 하였으며, 그 결과가 유전 물질이라는 것이 밝혀지게 되었다.

1) 형질 전환 실험 :가 유전 물질이라는 사실은 그리피스의 형질 전환 실험과 에이버리의 형질 전환 물질에 대한 실험을 통해 증명되었다.

① 그리피스의 형질 전환 실험

  ⓐ 폐렴 쌍구균에는 병원성항균과 비병원성인형균이 있다.형균은 피막에 싸여 있어 면역 세포의 식균 작용으로  잘 제거되지 않아 병원성을 나타내지만, 돌연 변이주인형균은 피막이 없어 체내에서 잘 제거되어 병원성을 나타내지 않는다. 

  ⓑ 1928년 그리피스는 다음 그림과 같이 살아 있는형균과형균, 끓여서 죽인형균을 이용한 실험을 하였다.

  ⓒ 실험 결과 열처리로 죽은형균에서 나온 어떤 물질이형균을형균으로 형질 전환시켰다는 사실이 증명되었다.

② 에이버리의 형질 전환 실험

  ⓐ 1944년 에이버리와 그 동료들은 그리피스의 실험에서 형질 전환을 일으킨 물질이 무엇인지 알아내기 위해 죽은형균의 세포 추출물에 단백질 분해 효소, 탄수화물 분해 효소,분해 효소,분해 효소를 각각 처리한 후형균과 함께  배양하여 형질 전환이 일어나는지 알아보았다.

  ⓑ 실험 결과 단백질 분해 효소나 탄수화물 분해 효소, 분해 효소를 처리한 경우에는형균이형균으로 형질 전환되었지만, 분해 효소를 처리한 경우에는 형질 전환이 이어나지 않았다.

  ⓒ 이것은형균의가형균으로 들어가형균을형균으로 형질 전환시켰음을 의미하며, 이에 따라가 형질 전환을 일으키는 물질이라는 것이 증명되었다.

☺ 박테리오파지

대장균과 같은 세균에 기생하는 바이러스로, 핵산을 유전 물질로 가지며 단백질로 싸인 구조를 하고 있다.

2) 박테리오파지의 증식 실험 : 1952년 허시와 체이스는 대장균에 기생하는 바이러스인 박테리오파지를 이용한 실험을 통해가 유전 물질이라는 사실을 입증하였다.

① 허시와 체이스는 파지가 증식하기 위해서는 유전 물질이 대장균 안으로 들어가야 한다고 생각하고, 파지의 를 구성하는 성분인 인과 단백질 껍질을 구성하는 성분인 황을 각각 방사성 동위 원소와로 표지한 후 대장균에 감염시켰다.

② 실험 결과 새로 증식된 파지에서는는 검출되었지만는 검출되지 않았다.

③ 이러한 실험 결과는 파지의만이 대장균내로 들어가서 다음 세대의 파지를 만들어내는 유전 물질로 작용하였음을 의미하며, 이에 따라가 유전 물질이라는 사실이 명확하게 입증되었다.

3)가 유전 물질이라는 간접적 증거

① 모든 생물의 세포에 있는 량은 같은 생물이면 어느 세포에서나 같다.

② 유성 생식으로 자손을 번식하는 생물의 경우 체세포의량은 생색 세포의량의  2배가 된다.

③ 돌연변이를 유발하는 자외선의 파장과가 흡수하는 자외선의 파장이 일치한다.

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