유전의 기초: DNA·유전자·염색체
DNA·유전자·염색체의 관계
DNA는 유전 정보를 담는 분자입니다. DNA는 단백질과 함께 염색체를 이루며, 세포가 분열할 때 복제되고 자손 세포나 생식세포에 전달됩니다. 유전자는 기능성 RNA나 단백질 생성 등 특정 기능과 관련된 DNA의 한 구간입니다. 모든 DNA 구간이 단백질을 만드는 것은 아닙니다.
같은 유전자 위치에서 서로 다른 서열 형태를 대립유전자(allele)라고 합니다. 많은 생물의 이배체 체세포에는 부모에게서 하나씩 받은 상동염색체가 한 쌍 있으며, 특정 유전자 위치에 두 대립유전자가 놓일 수 있습니다.
유전자형과 표현형, 환경의 역할
한 개체가 특정 유전자 위치에 가진 대립유전자 조합을 유전자형(genotype)이라 하고, 관찰하거나 측정할 수 있는 특징을 표현형(phenotype)이라 합니다. 간단한 멘델 모형에서는 , , 처럼 조합을 적습니다.
표현형은 유전자형뿐 아니라 환경과 발달 과정의 영향을 받을 수 있습니다. 키는 여러 유전자와 영양·건강 등의 환경이 함께 영향을 주는 형질의 예입니다. 따라서 눈에 보이는 한 형질만으로 유전자 하나의 작용이나 유전자형을 언제나 확정할 수는 없습니다.
1) 대립유전자 조합이 A와 a이므로 유전자형은 Aa입니다.
2) 유전자형은 해당 위치의 대립유전자 조합을 나타낼 뿐, 키처럼 여러 유전자와 환경의 영향을 받는 표현형을 이 정보만으로 정확히 결정하지는 못합니다.
감수분열과 유전 정보의 다음 세대 전달
감수분열로 만들어지는 생식세포에는 각 상동염색체 쌍에서 하나씩만 들어갑니다. 그러므로 한 유전자 위치의 두 대립유전자 중 생식세포 하나에는 보통 하나가 전달됩니다. 수정 때 양쪽 생식세포가 결합해 자손의 대립유전자 쌍을 만듭니다.
감수분열 중 상동염색체의 독립적인 배열과 교차는 생식세포 사이의 유전적 조합을 다양하게 합니다. DNA 복제 오류나 환경 요인에 의한 변화도 변이의 원인이 될 수 있지만, 생물이 필요로 하는 변화가 목적을 가지고 생긴다는 뜻은 아닙니다. 이 기초를 익히면 세포분열과 멘델의 분리 법칙을 연결할 수 있습니다.
핵심 요약
- ✓DNA는 유전 정보를 담고, 유전자는 DNA의 기능 관련 구간이며, 염색체는 DNA와 단백질이 조직된 구조다.
- ✓대립유전자는 같은 유전자 위치의 서로 다른 서열 형태다.
- ✓유전자형은 대립유전자 조합이고 표현형은 관찰되는 특징이며, 환경도 표현형에 영향을 줄 수 있다.
- ✓감수분열은 상동염색체의 대립유전자를 나누어 생식세포에 전달하고 유전적 조합의 다양성을 만든다.