고등학교 생명과학에서 다인자 유전을 설명할 때, 대립유전자의 대문자의 수로 형질이 결정된다고 보는 이유가 무엇인가요?
고등학생입니다.. 생명과학1 공부를 하는데, 다인자 유전을 설명할 때 대립유전자의 대문자 수로 형질이 결정되는 것을 이용하더라구요..
예를들면.. 사람의 피부색을 대립유전자 A와a, B와b, D와d로 결정된다고 가정하고, 대문자 수가 많을수록 피부색이 어둡다. 이런식으로요..
그런데 왜 대문자의 수로 결정된다고 보는 것인지, 그 원리가 있는건지 궁금해요!!!
안녕하세요.
고등학교 생명과학에서 다인자 유전을 설명할 때 대립유전자의 대문자 수로 형질이 결정된다고 설명하는 것은 학생들이 유전적 복잡성을 이해하기 쉽게 하기 위한 교육적 모델링입니다. 이 방법은 다인자 유전의 기본 원리를 단순화하여 개념을 쉽게 전달하려는 목적을 가지고 있는 것 같습니다.다인자 유전(Polygenic Inheritance)은 여러 유전자 좌위(Loci)가 하나의 형질에 영향을 미치는 유전형식을 말합니다. 각 유전자 좌위는 두 개의 대립유전자(Alleles)를 가지며, 이들은 일반적으로 우성(Dominant) 대립유전자는 대문자로, 열성(Recessive) 대립유전자는 소문자로 표기됩니다. 우성 대립유전자는 해당 형질을 발현시키는 데 강한 영향을 미치는 반면, 열성 대립유전자는 우성 대립유전자가 없을 때만 발현됩니다.
사람의 피부색은 A/a, B/b, D/d와 같은 여러 유전자 좌위에 의해 결정된다고 가정해 인용하겠습니다. 여기서 각 좌위의 대문자(A, B, D)는 어두운 피부색을 나타내는 우성 대립유전자이고, 소문자(a, b, c)는 밝은 피부색을 나타내는 열성 대립유전자입니다. 각 좌위에서 대문자 수가 많을수록, 즉 우성 대립유전자가 많을수록 피부색은 더 어두워집니다. 이런 모델은 실제 생물학적 복잡성을 단순화한 것입니다.
이 접근 방식의 과학적 근거는 다인자 유전에서 개별 유전자의 효과가 누적적으로 합산되어 형질을 결정한다는 점에 있습니다. 대립유전자의 대문자 수를 세는 것은 이 누적적 효과를 시각적으로 쉽게 이해하도록 돕는 방법입니다.1명 평가다인자 유전에서는 여러 유전자들이 함께 작용하여 하나의 형질을 결정하는데, 각 유전자는 대문자와 소문자 형태의 대립유전자를 가질 수 있습니다. 대립유전자의 대문자 수로 형질이 결정된다고 보는 이유는 대문자 유전자가 형질 발현에 더 강한 영향을 미치는 경향이 있기 때문입니다. 예를 들어, 피부색을 결정하는 유전자 A, B, D가 있다고 할 때, 대문자 A, B, D는 더 많은 멜라닌 색소를 생성하여 피부를 어둡게 만들고, 소문자 a, b, d는 덜 생성하여 피부를 밝게 만듭니다. 따라서 대문자 수가 많을수록 멜라닌 생성량이 많아져 피부색이 어두워지게 됩니다.
1명 평가안녕하세요. 황정웅 전문가입니다.
대립유전자는 발현에 우선순위가 있는 경우가 많습니다.
예를 들면 ABO식 혈액형에서 적혈구의 항원 발현을 예로 들 수 있습니다.
대립유전자의 조합이 AO라면 A유전자는 적혈구 표면에 A항원을 만들고, O유전자는 만들지 않습니다.
그래서 결국 혈액형은 A형으로 발현됩니다.
혈액형이 O형이 되려면 이 대립유전자 조합이 OO가 되어 항원을 전혀 만들지 않아야 합니다.
대립유전자 중에서 AO 처럼 헤테로 접합일 때 한쪽의 유전자 형질만 나타나는 경우가 있는데 이때 나타나는 형질인 A같은 유전자를 우성인자라고 합니다.
그리고 O처럼 A유전자에 가려 형질이 나타나지 않는 유전자를 열성인자라고 합니다.
(이름이 열성인자일 뿐 좋지 않은 유전자인 것은 아닙니다.)
일반적으로 한 형질의 대립유전자들 중 우성인자를 대문자로 쓰며 열성인자를 소문자로 씁니다.
그래서 Aa Bb같은 상동대립유전자 조합은 우성유전자와 열성유전자의 조합인 것이며
대문자로 표시한 유전자의 형질이 주된 표현형으로 나타납니다.
피부색이 대립유전자도 대문자를 우성인자, 소문자를 열성인자로 표현한 것으로 보이며
어두운 피부색을 만드는 유전자는 멜라닌 색소를 생성하도록 하는 유전자이며,
밟은 피부색을 만드는 유전자는 멜라닌 색소를 만들지 않는 유전자입니다.
그래서 피부색을 어둡게 하는 유전자를 우성, 밝게하는 유전자를 열성으로 봅니다.
그래서 대문자인 유전자의 수가 많을 수록 멜라닌 색소를 많이 생성하게됩니다.
AABBDD의 조합을 가진다면 가장 어두운 피부를 가질 것이며
aabbdd의 조합을 가진다면 멜라닌 색소를 거의 만들지 않아 가장 밝은 피부를 가질 것입니다.
ABD의 유전자가 멜라닌 색소를 만드는 양이 같다면 대문자인 유전자의 갯수가 같을경우 동일한 피부색일 것이며 그 수가 많을수록 피부가 어두운 색을 띨 것입니다.
1명 평가다인자 유전은 여러 쌍의 유전자가 함께 작용하여 하나의 형질을 결정하는 유전 방식입니다.
사람의 키, 피부색, 지능 등이 대표적인 예라고 할 수 있습니다.
그리고 이런 다인자 유전에서 대문자의 수가 중요한 역할을 하는 이유는 교육과정 수준에 맞춰 최대한 단순히 설명하기 위한 고육지책입니다.
대문자는 일반적으로 우성 유전자를 나타내며, 해당 형질에 대한 발현에 더 큰 영향을 미칩니다.
소문자는 열성 유전자를 나타내며, 우성 유전자에 비해 형질 발현에 미치는 영향이 적습니다.
따라서 대문자의 수가 많아질수록 우성 유전자의 영향력이 커져 해당 형질이 더 강하게 나타나는 것입니다. 예를 들어, 피부색의 경우 대문자 A, B, D가 각각 피부색을 어둡게 만드는 효과를 가지고 있다면, AABBCC 유전자형을 가진 사람이 aabbcc 유전자형을 가진 사람보다 훨씬 더 어두운 피부색을 가질 것입니다.
하지만 실제로 사람의 피부색은 유전자뿐만 아니라 환경, 생활습관 등 다양한 요인의 복합적인 결과입니다.
그렇지만 고등학교 생물 수업에서는 이러한 복잡한 상황을 단순화하여 이해하기 쉽게 설명하기 위해 대문자의 수로 형질을 결정하는 모델을 사용한 것이죠.
그리고 다인자 유전에 의해 결정되는 형질은 키, 몸무게처럼 연속적인 변화를 보이는 양적 형질입니다. 이 때 대문자의 수를 늘려가면서 형질이 단계적으로 변화하는 모습을 간단하게 설명할 수 있습니다.
결론적으로, 대문자의 수로 다인자 유전을 설명하는 것은 실제 생명 현상을 완벽하게 반영하지는 못하지만, 다인자 유전의 기본적인 원리를 이해하는 데 유용한 모델이라 할 수 있고, 고등학교의 교육과정에서 설명할 수 있는 최상의 방법이라 할 수 있죠.
1명 평가안녕하세요.
'다인자 유전'이란 여러 쌍의 대립 유전자들이 작용하여 한 형질이 결정되는 유전 현상을 말합니다. 즉 한 쌍의 대립유전자에 의해서 형질이 결정되는 유전 현상인 단일 인자 유전와 대비 되는 유전 현상이라고 할 수 있으며, 연속적인 표현형의 분포를 나타내는 것이 특징입니다. 다인자 유전에 의한 표현형의 분포는 다인자 유전에 관여하는 각 유전자 쌍들은 표현형에 나타나는 데 미치는 영향력이 동일하며, 다인자 유전에 관여하는 유전자 사이에서 상위(epistasis)가 일어나지 않는다고 가정하는데요, 여기서 '상위'란 두 쌍 이상의 대립유전자가 하나의 형질을 결정할 때, 특정 한 종류의 대립유전자 쌍에 지배되어 표현형이 나타나는 것을 뜻합니다. 이러한 사항들을 가정했을 때 정규분포 곡선을 나타내게 됩니다. 또한 다인자 유전에서는 여러 쌍의 대립유전자가 형질의 표현형에 영향을 미칩니다. 이 대립유전자들은 서로 상호작용하여 결과적인 형질을 결정짓는데, 대문자 유전자는 일반적으로 우성 유전자이며, 형질의 표현에 더 강한 영향을 미치는 경향이 있습니다. 따라서, 대문자 유전자가 많을수록 형질이 더 두드러지거나 강하게 나타나게 됩니다. 유전자 쌍들간에 표현형에 미치는 영향력을 동일하다고 가정했기 때문에 A, a / B, b / D, d 세 쌍의 유전자가 관여한다고 가정했을 때 대문자의 수에 따라서 0개~6개로 형질이 나뉘어지는 것입니다.