농업직, 농촌지도사, 농업연구사, 방통대 대비 - 생물과학 요점 정리 6. 유전자와 형질유전

6. 유전자와 형질유전

 

<목차>

1. 세포주기

2. 유전자와 유전법칙

3. 여러가지 유전법칙

4. 염색체와 유전자 행동

 

학습개요
형질은 생명체의 형태적ㆍ생리적ㆍ생태적 특성이다. 자식이 부모의 형질을 닮는데, 그것은 형질이 유전자에 의해 지배되면 양친의 유전자가 자식에게 전달되기 때문이다. 그러나 자식은 부모의 형질과 완전히 똑같지 않으며 형제들 간에도 차이가 있다. 멘델은 완두를 대상으로 한 교배실험을 통해 유전자의 전달 메커니즘을 발견하였는데, 이 강에는 멘델의 유전법칙에 대해서 학습한다.

학습목표 
멘델의 유전법칙을 설명하고 세포학적으로 증명할 수 있다.

하디 바인베르크법칙을 설명할 수 있다.

우성과 열성이 생기는 이유를 설명할 수 있다.

교차에 의한 유전자재조합을 설명할 수 있다.

주요용어  
대립유전자
: 상동염색체에서 서로 마주보는 자리에 위치하는 유전자를 말하며 대립유전자에 의해 지배되는 형질을 대립형질이라고 한다. 2배체 생물은 모든 형질에 대해 대립유전자를 2개씩 가지나, 개체군에는 같은 유전자자리에 3개 이상의 대립유전자가 있을 수 있다.
상위성
: 2개 이상의 유전자가 한 형질발현에 관여하는 경우로, 한 유전자의 대립유전자가 다른 유전자의 대립유전자 발현을 덮어버리거나 변화시키는 현상
유전자상호작용
: 한 가지 형질이 나타나는데 2개 이상의 비대립유전자가 관여하는 것
연관
: 같은 염색체에 2개 이상의 유전자가 함께 있는 현상

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1. 세포주기

 

 

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2. 유전자와 유전법칙

 

 

1) 멘델의 가설1

- 유전형질은유전자에의해지배되고,그유전자는개체속에 쌍으로존재한다.
- 같은개체속에서로다른2개의유전자가함께있을때 (Aa,이형접합체)는 한가지형질만나타나며,나타나는
형질은우성이고나타나지않는형질은 열성이다.
- 개체에쌍으로들어있는유전자는배우자 형성과정에서 하나씩 분리되어 다른배우자로 분배 된다.
따라서 배우자는 유전자를 하나씩만 가진다.

* 멘델의 제1법칙

- 이형접합체인 F1에서 대립유전자쌍이 분리되어 배우자로 나누어진다.

 

 

2) 멘델의 가설2

서로 다른 형질을 지배하는 대립유전자쌍들은 독립적으로분리되고자유조합한다.

 

* 멘델의 제2법칙

서로 다른 형질을 지배하는 대립유전자들은 영향을 주거나 받음이 없이 독립적으로 분리한다.

3) 멘델의 법칙에 대한 세포학적 증명

* 형질에대한유전자는쌍으로존재한다.
-  2배체세포(2n)에는상동염색체가있고,상동염색체에 대립유전자가있으므로각형질에대한유전자는2개씩
존재한다.

* 배우자가 만들어질 때 대립유전자쌍이분리되고 배우자는유전자를하나만갖는다.
- 2배체(2n)가감수분열하여 만든배우자는 반수체(n)이므로 각배우자는대립유전자를 하나만 가지게된다.

* 서로다른형질을지배하는유전자는독립적으로 유전한다.

- 감수분열할때짝지은상동염색체들은적도판에무작위적으로 배열하여양극으로분리되기때문에서로다른염색체에있는
유전자들은독립적으로유전한다.

 

 

 

4) 하디-바인베르크법칙

 

 

세대가 거듭되더라도 집단의 유전자형빈도와 대립유전자 빈도는 변하지않는다.

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3. 여러가지 유전법칙

 

1) 분꽃 꽃 색깔의 불완전우성

 

 

 

* 불완전 우성
이형접합체(F1)가양친의중간특성을나타내는 유전양식

* 공우성
이형접합체(F1)에양친의특성이모두나타나는 유전양식

 

2) 복대립유전자(ABO식 혈액형)

 

 

 

3) 유전자 상호작용

* 유전자 상호작용
하나의형질에두개이상의비대립유전자가관여하는것
* 다면발현
하나의유전자가둘이상의유전형질에관여하는것
* 양적유전
많은유전자가관여하는양적형질의유전현상

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4. 염색체와 유전자 행동

1) 염색체 연관

 

 

* 연관유전자(linked genes)
동일한 염색체에 위치하며 함께 유전되는유전자
멘델의 제2법칙을따르지 않는다.

 

 

 

* 키아즈마(chiasma)

비자매염색분체가서로결합하는자리

 

키아즈마

 

* 유전자재조합(gene recombination)

- 상동염색체교차의결과로유전자조합이변하는것

*재조합형(recombinant)

- 재조합유전자를갖는배우자혹은개체

- 연관된두유전자사이의거리가멀수록많이나타난다.

 

2) 재조합 빈도와 유전자지도

* 재조합빈도(recombination frequency, RF)

전체배우자들중재조합형의비율

 

 

 

* 유전자지도(genetic map) 또는 염색체지도

- 재조합빈도에따른연관된유전자들의상대적위치를
직선상에점으로표시한것

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정리하기
- 1865년 멘델은 완두의 잡종교배실험을 토하여 유전법칙을 발견하였다.

- 멘델의 제1법칙 즉 분리의 법칙은 이형접합체에서 배우자가 형성될 때 대립유전자쌍이 분리되어 우성대립유전자를 가진 배우자와 열성대립유전자를 가진 배우자가 같은 수만큼씩 생성된다.

- 독립의 법칙은 서로 다른 형질을 지배하는 대립유전자쌍들은 독립적으로 분리가 돼서 자유조합이 일어난다는 것이다.

- 하디-바인베르크법칙은 집단 내 유전자의 행동을 설명하는 것으로, 충분히 큰 집단에서 자유롭게 교배가 이루어지고, 자연선택이나 돌연변이가 일어나지 않고, 개체이주가 없을 때에는 세대가 거듭되더라도 유전자형 빈도와 대립유전자빈도가 변하지 않으며 이러한 집단은 유전적 평형을 이루게 된다.

- 같은 염색체에 연관된 유전자들은 교차에 의하여 재조합된다. 교차는 제1감수분열 전기에 일어나며, 두 연관유전자 사이의 재조합빈도는 0~50% 범위이다.

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