요즘 과학자들은 여러분이 어떻게
여러 특성들을 부모로부터 물려받는지 알고 있답니다.
과학자들은 부모나 가족사를 통해서 얻어낸
정보를 통해서
특정한 유전적 형질이나
유전병을 앓게 될 가능성을
계산해 낼 수 있습니다.
하지만 어떻게 이것이 가능한 것일까요?
어떻게 유전 형질들이 하나의 개체에서
그 자손에게 전해지는지 이해하려면
우리는 19세기로 돌아가서
멘델이라는 사람에 주목해야 합니다.
멘델은 오스트리아의 수도사이자 생물학자였는데
식물을 연구하는 것을 사랑했답니다.
그가 가꾸던 수도원의 정원에서
완두콩을 재배한 것을 통해
유전 법칙을 발견해냈습니다.
가장 대표적인 예로,
멘델이 순종의 초록콩 종자와
순종 노란콩의 종자를 수분시켜본 결과,
다음 세대의 콩은 오로지 노란색만 띄었답니다.
멘델은 노란색을 띄는 특성을 "우성"이라 불렀죠.
그 성질만이 모든 콩에서 나타났기 때문이랍니다.
그 다음엔 이 1세대의 잡종 콩들끼리 자가 수분을 시켜보았습니다.
그랬더니 2세대 잡종 콩들에서는
다시 노란콩과 초록콩이 모두 나타난거에요.
이건 우성의 노란색에 의해 초록색 형질이
숨겨져 있었다는 것을 의미합니다.
멘델은 이 숨겨진 특징을 "열성"이라 불렀습니다.
이 실험에서 멘델은 이렇게 추론했어요:
각각의 형질이 두가지 인자에 의해 결정되는데,
하나의 인자는 엄마쪽에서 오고
다른 하나는 아빠에게서 온다고요.
지금은 이 두 인자를 대립 유전자라고 부르는데,
한 유전자의 다양한 변형을 나타낸답니다.
멘델이 각각의 콩을 찾아낸
대립 유전자의 유형에 따라서,
대립 유전자가 똑같으면
동형 접합성 콩이라 불리는 것을 얻을 수 있고
대립 유전자가 서로 다르면
이형 접합성 콩이라 불리는 것을 얻게 된답니다.
이러한 인자들의 모임은 "유전자형"이라고 알려져있죠.
그리고 그 결과로 노란색, 초록색 콩이 되는 것은
"표현형" 이라고 불린답니다.
이러한 인자들이 윗세대에서 다음 세대로
어떻게 분배되는지를 명확히 보기위해서
퍼니트 스퀘어(Punnett Square) 라고 하는 도표를 사용해봅시다.
서로 다른 인자를 양쪽 축에 위치시키고
가능한 결합들을 계산해봅니다.
멘델의 콩으로 예를 들어 볼까요?
우성인 노란색을 대문자 Y라고 쓰고
열성인 초록색을 소문자 y라고 써볼게요.
대문자 Y는 언제나 그의 열성 친구를 억누른답니다.
그래서 여러분이 초록색 아기들을 가질 유일한 방법은
두 유전인자 모두 yy일 경우랍니다.
멘델의 1세대에서
동형접합성의 노랑 완두콩 엄마는
각각의 아기 콩들에게 노란색의 우성 인자를 주게되고
동형접합성의 초록 완두콩 아빠는
초록색의 열성 인자를 주게되어요.
그래서 아기 완두콩들은 모두 이형 접합성 노란색을 띄죠.
그리고 2세대에서
이형 접합성인 노란콩들이 결혼하면
그들의 아기들은 모두 3가지 유전형을 가질 수 있게 되는데
3분의 1의 확률로
2가지 표현형을 나타내게 되죠.
하지만 완두콩조차도 다양한 특성들을 가지고 있어요.
예를 들어 노란색 또는 초록색일 수도 있고
둥글거나 주름질 수도 있습니다.
그래서 모든 가능한 결합들을 생각해보면
둥근 노란 완두콩,
둥근 초록 완두콩,
주름진 노란 완두콩,
그리고 주름진 초록 완두콩이 있습니다.
각각의 유전형과 표현형의 비율을 계산하기 위해서
퍼니트 스퀘어를 다시 써보겠습니다.
물론 이번엔 조금 더 복잡할 겁니다.
그리고 많은 경우에서 완두콩보다 더 복잡해지겠죠.
예를 들어 사람의 경우처럼 말이죠.
요즘엔 과학자들이 유전학과 유전에대해
더 많이 알고 있습니다.
그리고 어떤 특성들을 물려받는 방법에도
다양한 다른 방법들이 있습니다.
하지만 모든 것의 시작은 멘델과 그의 완두콩이었죠.