멘델의 유전법칙, 예외가 더 많을지도?
안녕하세요. 지난 글에서는 멘델의 유전법칙에 대해 알아보았습니다. 멘델의 법칙은 유전의 기본 원리를 설명하는 중요한 발견이지만, 모든 유전 현상을 설명할 수는 없습니다. 이번 글에서는 멘델의 유전법칙에서 벗어난 유전에 대해 알아보겠습니다. 여러가지 예외 중 불완전 우성과 공우성에 대해서 알아보겠습니다.
동형접합체(Homozygote), 이형접합체(Heterozygote)
불완전 우성과 공우성에 대해 이해하기 위해 알아야하는 기본 개념인 ‘동형접합체’와 ‘이형접합체’에 대해서 간단히 알아보겠습니다. 동형 접합체와 이형 접합체는 유전자 쌍에 대한 개체의 유전형을 설명하는 용어입니다.
동형 접합체 (Homozygote)
개체의 유전자 쌍에 같은 대립유전자가 있는 경우입니다.
- RR: 두 개의 우성 유전자(R)를 가진 동형 접합체
- rr: 두 개의 열성 유전자(r)를 가진 동형 접합체
이형 접합체 (Heterozygote)
개체의 유전자 쌍에 서로 다른 대립유전자가 있는 경우입니다.
- Rr: 우성 유전자(R)와 열성 유전자(r)를 가진 이형 접합체
이들 유전형에 따라 개체는 우성 특성, 열성 특성 또는 불완전 우성, 공우성과 같은 다양한 표현형을 가질 수 있습니다. 오늘 다룰 불완전 우성과 공우성은 이형 접합체가 어떻게 표현되는가에 대한 내용을 다룹니다.
불완전 우성 (Incomplete Dominance)
불완전 우성이란 한 유전자가 다른 유전자를 완전히 지배하지 못하는 상황을 말합니다. 이 경우, 표현형은 우성 유전자와 열성 유전자 간의 중간 형태로 나타납니다. 불완전 우성은 유전적 변이가 부드럽게 이루어지는 것을 보여줍니다.
예를 들어, 빨간 꽃과 흰 꽃의 유전자를 가진 식물이 교배되었을 때, 불완전 우성이 작용한다면 자손의 꽃 색깔은 분홍색으로 나타날 것입니다. 이렇게 표현형이 부모 세대의 중간 형태로 나타나게 됩니다. 이는 유전자가 생성하는 색소의 양이 중간 수준이기 때문입니다.
분홍꽃과 분홍꽃을 교배해도 흰꽃이 나올 수 있다?
불완전 우성의 경우, 분홍색 꽃끼리 교배되면 빨간색, 분홍색, 그리고 흰색 꽃을 가진 후대들이 나올 수 있습니다.
불완전 우성의 경우에는 유전형과 표현형의 관계가 다음과 같습니다.
빨간색 꽃 (RR)
분홍색 꽃 (Rr)
흰색 꽃 (rr)
분홍색 꽃끼리 교배하면, 다음과 같은 유전형 조합이 가능합니다.
Rr (분홍색) x Rr (분홍색)
이 경우, 가능한 유전자 조합은 다음과 같습니다.
RR (빨간색 꽃)
Rr (분홍색 꽃)
rR (분홍색 꽃)
rr (흰색 꽃)
따라서 분홍색 꽃끼리 교배하면, 약 1:2:1의 비율로 빨간색 꽃, 분홍색 꽃, 그리고 흰색 꽃을 가진 후대들이 탄생할 확률이 높습니다.
불완전 우성이 일어나는 다른 예로는, 닭의 깃털 색깔이 있습니다. 검은 색깔의 깃털을 가진 닭과 흰 색깔의 깃털을 가진 닭이 교배된다면, 그 결과로 나타나는 자손은 청색의 깃털을 가지게 됩니다. 이 경우에도 부모 세대의 중간 색깔이 나타나게 되며, 이는 각각의 색소를 생성하는 유전자가 상호 작용하여 발생합니다.
공우성 (Codominance)
공우성이란 두 개의 우성 유전자가 동시에 표현되어 각각의 특성이 섞이지 않고 독립적으로 나타나는 현상을 말합니다. 이 경우, 개체는 두 가지 특성을 모두 가지게 됩니다. 공우성은 유전자의 발현과 조절이 복잡하게 이루어짐을 보여주며, 두 가지 특성이 동시에 나타날 수 있는 생물학적 기작을 이해하는 데 도움이 됩니다.
예를 들어, 인간의 혈액형에서 A 형과 B 형은 공우성의 관계입니다. 만약 어떤 사람이 A 형과 B 형 유전자를 동시에 가지고 있다면, 그 사람의 혈액형은 AB 형이 됩니다. 이처럼 공우성은 두 가지 특성이 동시에 표현되는 현상입니다.
또 다른 예로는 소의 털 색깔이 있습니다. 밤색 털을 가진 소와 흰색 털을 가진 소가 교배되면, 그 결과로 나타나는 자손은 밤색과 흰색 털이 공존하는 소가 됩니다. 이러한 현상은 두 가지 색깔의 털을 생성하는 유전자가 동시에 발현되기 때문에 발생합니다.
또 하나의 예시는 도마뱀의 한 종류인 크레스티드게코의 릴리화이트 모프라는 모프입니다. 별개의 글에서 자세한 내용을 다루어볼 예정입니다.
이처럼 공우성은 두 개의 우성 유전자가 동시에 발현되는 현상으로, 생물의 다양한 특성에 영향을 미칩니다. 공우성을 연구함으로써 우리는 유전자의 발현과 조절에 대한 이해를 높일 수 있으며, 이를 통해 생명과학의 다양한 분야에 적용할 수 있습니다.
불완전우성과 공우성의 차이
불완전 우성과 공우성은 두 가지 다른 유전 상황입니다. 이들의 주요 차이점은 이형 접합체의 표현형이 어떻게 나타나는지에 있습니다.
불완전 우성에서는 우성 유전자와 열성 유전자 사이에 완전한 우위가 없습니다. 대신 우성 유전자와 열성 유전자의 중간 표현형을 보여줍니다. 예를 들어, A는 빨간색을 나타내고, a는 흰색을 나타낸다면 Aa 이형 접합체는 분홍색을 가질 것입니다.
공우성에서는 두 대립유전자가 동시에 두 특성이 모두 나타납니다. 이 경우 두 대립유전자는 서로 상쇄되거나 혼합되지 않고 독립적으로 표현됩니다. 예를 들어, A는 빨간색을 나타내고, B는 파란색을 나타낸다면 AB 이형 접합체는 빨간색과 파란색이 동시에 나타나는 표현형을 가질 것입니다.
요약하면, 불완전 우성에서는 이형 접합체의 표현형이 두 대립유전자의 중간 형태를 보여주는 반면, 공우성에서는 이형 접합체의 표현형이 두 대립유전자의 특성이 동시에 나타납니다.
마무리
이번 글에서는 멘델의 유전법칙에서 벗어난 유전 현상인 불완전 우성, 공우성에 대해 알아보았습니다. 이러한 현상들은 유전적 다양성을 형성하고 생물 종의 적응력을 높이는 데 중요한 역할을 합니다. 다음 글에서는 치사 유전, 상위성이라는 또 다른 흥미로운 주제로 여러분을 찾아뵙겠습니다. 감사합니다.
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