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Cluster: 하드워커 [989055] · MS 2020 (수정됨) · 쪽지

2025-02-21 23:13:18
조회수 592
3

[하드워커 생1 칼럼] 이형 염색체 논리

게시글 주소: https://orbi.kr/00072140882

안녕하세요, 생명과학 I 과목을 가르치는 하드워커입니다.

오늘부터 4번에 걸쳐 ‘여러 가지 유전’ 단원(‘유전 현상’, ‘형질 교배’ 등으로도 불리는 단원)에서 쓰이는 잡스킬들을 소개해보도록 하겠습니다.

1. 이형 염색체 논리

2. 무시

3. 독립 표현형 가짓수 ≥ 연관 표현형 가짓수

4. 연관 중 일부의 확률 ≥ 연관 전체의 확률

이렇게 4개 파트로 나누어서 설명할 예정입니다.

제가 생각하기에는 문제를 풀고, 못 풀고에 영향을 주기보다는, 문제를 빠르게 푸는 데 도움을 주는 내용들입니다.

난이도도 여러 가지 유전의 다른 내용들보다는 높은 편이고, 적용도 기출 수준에서 완벽히 하기에는 조금 어려움이 있는 주제들이다보니 저는 ‘잡스킬’로 분류하여 가르치고 있습니다. 다만 다른 선생님들의 경우 핵심적인 스킬들로 가르치고 있을 수도 있습니다. 선생님들마다 성향의 차이가 있으니까요…!

오늘은 ‘이형 염색체 논리’에 대해서 설명해보겠습니다.

제 교재 내용을 붙여넣고, 설명할 부분이 있으면 추가로 해보겠습니다.

"Aa, , 와 같이 양쪽에 서로 다른 염색체가 있는 경우를 ‘이형 염색체’라고 한다. 반대로 aa, , 와 같이 양쪽에 서로 같은 염색체가 있는 경우를 ‘동형 염색체’라고 한다. 주어진 확률의 분모를 보고, 부모에 있는 이형 염색체의 개수를 추론할 수 있다."

용어 정리 부분입니다. 이형 염색체는 왼쪽의 염색체가 선택되는지, 오른쪽의 염색체가 선택되는지에 따라서 확률이 발생합니다. 반대로 동형 염색체는 양쪽의 염색체가 똑같이 생겼기 때문에, 확률이 발생하지 않습니다. (정확히는 확률이 1 또는 0이 되는 것이지만, 편의상 이렇게 설명하겠습니다.)

"각각의 연관/독립 상태에서, 분모에 올 수 있는 수의 최댓값은 이다.

ex) 3독립 : 분모 최대 64 / 2연관 1독립 : 분모 최대 16 / 3연관 : 분모 최대 4"

부모의 자릿수란 ‘부모를 합쳐서, 염색체 쌍이 들어올 수 있는 총 자릿수’를 의미합니다. 예를 들어서 3독립(3쌍의 대립유전자가 모두 독립)이면, 염색체 쌍이 들어올 수 있는 자리는 아빠 3자리, 엄마 3자리이므로 부모를 합쳐서 자릿수는 6입니다. 이때 이 6자리에서 모두 확률이 발생한다면, 분모는 64(2⁶)까지 나올 수 있습니다. 2연관 1독립(2쌍의 대립유전자는 연관, 나머지 1쌍의 대립유전자는 독립)의 경우 부모를 합쳐서 자릿수는 4이므로, 분모는 최대 16(2⁴)까지 가능합니다.

확률이 발생한다는 것은, 그 자리에 들어오는 염색체가 이형 염색체임을 의미합니다. 따라서 다음과 같이 정리할 수 있습니다.

"분모에 오는 수가 최대가 되려면, 모든 염색체가 이형 염색체여야 한다.

ex) 2연관 1독립에서, 특정 유전자형이 나올 확률이 3/16 -> 부모의 4자리는 모두 이형 염색체"

하지만 모든 염색체가 이형 염색체라고 하더라도, 분모가 최댓값이 되지 않을 수도 있습니다. 예를 들어 A=a이고, 부모가 모두 Aa인 경우 자손에서 Aa가 나올 확률은, 부모가 모두 이형 염색체임에도 불구하고 1/2이 됩니다. 즉 약분이 될 가능성도 고려해야 한다는 뜻입니다. 이 내용은 다음과 같이 정리할 수 있습니다.

"단, 모든 염색체가 이형 염색체더라도 분모에 오는 수가 최댓값이 되지 않을 수도 있다.

ex) 3연관 1독립에서, 특정 표현형이 나올 확률이 3/8 -> 부모의 4자리 중 3자리 이상이 이형 염색체

※ 3자리가 이형 염색체이고, 1자리가 동형 염색체여서 분모가 8이 된 것일 수도 있지만, 4자리 모두 이형 염색체여서 원래 분모가 16인데, 약분되어서 8로 나타난 것일 수도 있기 때문이다."

이 경우 부모의 4자리 중 3자리가 이형 염색체인지, 4자리가 이형 염색체인지는 몰라도, 최소한 이형 염색체가 2자리 이하는 아니라고 추론할 수 있습니다. 2자리 이하가 이형 염색체라면, 분모는 최대 4일테니까요.

"ex) 1독립에서, 특정 표현형이 나올 확률이 1/4 -> 부모의 2자리 모두 이형 염색체(=이형 접합)"

다음과 같이 독립에서도 적용이 가능합니다. 예를 들어서 복대립 표현형이 ㉠인 아빠와 ㉡인 엄마 사이에서 ㉠인 자손이 태어날 확률이 1/4이라고 조건이 주어지면, 이 조건만 보고도 부모는 모두 이형 접합이라는 것을 구할 수 있어야 합니다.

"단, 다인자 유전에서 는 유전자형 기준으로는 이형 염색체이지만, 표현형 기준으로는 1|1 이라는 동형 염색체이기에 주의해야 한다."

다인자에서는 유전자형에 대한 확률을 물어보는지, 표현형에 대한 확률을 물어보는지에 따라 확률 해석이 달라질 수 있으니 주의해야 합니다.

이제 연습을 한 번 해보겠습니다.

"ex) 사람의 상염색체 유전 형질 (가) A > a or A = a, (나) B = b, (다) D > d or D = d 가 있다.

아빠가 , D_이고, 엄마가 , __일 때, 자손의 (가)~(다)의 표현형이 아빠와 같을 확률은 이다. 부모의 유전자형과, (가)와 (다)의 우열 관계를 구하시오."

연관/독립 상태는 2연관 1독립입니다. 즉 부모의 자릿수는 4이고, 분모의 최댓값은 16입니다. 그런데 표현형이 아빠와 같을 확률의 분모가 16이므로, 부모의 4자리는 모두 이형 염색체가 되어야 합니다. 즉 16만 보고도 아빠는 , Dd 이고, 엄마는 , Dd 라는 것을 구할 수 있습니다.

만약 (다)가 중간 유전이라면, (다)의 표현형이 아빠와 같을 확률이 1/2이 되어 3/16이라는 확률을 만들 수 없습니다. 따라서 (다)는 완전 우성이고, (다)의 표현형이 아빠와 같을 확률은 3/4이 되므로 (가)와 (나)의 표현형이 아빠와 같을 확률이 1/4이 됩니다.

이때 (가)가 완전 우성이라면, 자손의 (가)의 표현형이 반드시 우성이 되므로, (가)의 표현형이 ‘무시’됩니다. (‘무시’는 다음 주제이지만, 이 문제 설명에도 적용해보았습니다.) 이 경우 (나)만으로 1/4을 만들어야 하는데, 이는 불가능하므로 (가)는 중간 유전입니다.

여기까지 이형 염색체 논리에 대한 설명이었습니다. 개인적으로 ‘잡스킬’에 해당하는 내용 중 잘 배워두면 가장 효과적으로 활용할 수 있는 내용이라고 생각합니다. 기출에도 많진 않으나 어느 정도 적용할 수 있는 문제들이 있으니 한 번 적용해보시면 좋을 것 같습니다.

감사합니다.