동일 유전자의 형질 결정

동일 유전자의 형질 결정

■ 반 고흐의 자화상?

아래의 두 그림을 본 적 있나요? 두 그림 속의 주인공이 같은 인물일까요? 다른 인물일까요?

▲ 반 고흐의 자화상이라고 알려졌던 작품들(출처: 에듀넷)

오똑한 콧날에 부리부리한 눈, 멋들어진 콧수염이 너무도 닮아 있는 두 그림 속 주인공은 반 고흐 형제의 모습입니다. 위의 1887년에 완성된 두 작품은 2011년도까지 빈센트 반 고흐가 자신의 모습을 그린 자화상이라고 알려졌습니다. 그러나 2011년 반고흐 미술관의 미술학자들은 귀의 모양과 수염의 색 등을 고려했을 때, 왼쪽 그림은 동생 테오 반 고흐이고, 오른쪽 그림이 형인 빈센트 반 고흐라는 결론을 내렸습니다. 100년이 넘는 시간 동안 두 그림 속 인물이 동일인으로 생각되었다는 것이 놀랍지 않나요? 이렇게 형제가 닮은 이유는 무엇일까요?

■ 형제는 왜 닮을까? 

부모와 자손 또는 형제와 자매는 얼굴 생김새와 눈, 코, 입의 모양, 피부색 등이 닮습니다.

형질

생김새, 모양, 색 등과 같이 생물이 가진 특성 하나하나

유전

부모가 가지고 있는 형질이 자손에게 전달되는 것

실질적으로 부모에게서 자손으로 유전자가 전달되고, 이 전달된 유전자가 발현되면 생김새와 같은 형질을 만듭니다.

일란성 쌍둥이를 생각해 봅시다. 일란성 쌍둥이는 외형적인 모습이 거의 똑같습니다. 하나의 수정란이 두 개로 나누어져 각각 발생하면 쌍둥이가 되는데, 이 때 두 개로 나누어진 수정란 안에 들어 있는 유전자는 완전히 동일하기 때문에 그 유전자가 발현되어 만들어진 형질도 완전히 동일한 것입니다. 형제와 자매가 닮는 이유도 마찬가지입니다. 부모에게서 물려받는 유전자가 비슷하면 비슷할수록 형제와 자매는 닮게 됩니다. 

그럼 유전자는 부모에게서 자손으로 어떻게 전달될까요? 사람의 세포는 46개의 염색체를 가지고 있습니다. 각각의 염색체에는 형질을 결정하는 수많은 유전자가 들어 있습니다. 부모의 정자와 난자가 만나 자식을 만들 때, 정자에는 23개의 염색체가, 난자에도 23개의 염색체가 들어 있어 자식은 46개의 염색체를 갖게 됩니다. 즉, 아버지와 어머니의 유전자를 반반씩 물려받는 것입니다.

▲ 자손은 아버지와 어머니의 유전자를 반반씩 물려받음(출처: 에듀넷)

■ 유전 현상을 이용한 품종 개량 

사람들은 자손이 부모와 닮는다는 사실을 오래전부터 알고 있었습니다. 부모에게서 자손으로 염색체를 통해 유전자가 이동한다는 사실은 알지 못했지만, 경험적으로 알게 된 사실을 이용하여 농사와 목축업에 이용하였습니다. 가축을 기를 때 튼튼하고 새끼를 많이 낳는 가축을 골라 짝짓기를 시키고, 병충해에 강하고 씨앗을 많이 맺은 식물을 교배시켜 수확량을 늘리기도 하였습니다. 이러한 품종 개량을 체계화하여 육종학이라는 새로운 학문을 만들기도 하였습니다.

▲ 유전 현상을 이용한 품종 개량(출처: 에듀넷)

[자료출처: 에듀넷]