완두콩 교배 실험
완두의 종자모양은 둥글거나 주름져 있습니다. 각각 동형접합체인 둥근 종자(WW)와 주름진 종자(ww)를 양친(P)로 하여 단성잡종(F1)을 만들면 잡종 1세대에 열린 모든 완두콩은 이형접합체(Ww)가 됩니다.
- P: 둥근 종자(WW) * 주름진 종자(ww)
- F1: 둥근 종자(Ww)
출처: 위키백과
모두 이렇게 둥근 종자가 나옵니다.
잡종 1세대(F1)를 자가수분하면
- F1: 둥근 종자(Ww) * 둥근 종자(Ww)
잡종 2세대(F2)에는 이렇게 콩이 수확됩니다.
같이 세어볼까요?
둥근 종자와 주름진 종자의 숫자를 세어서 비율을 보니 둥근 종자3, 주름진 종자 1의 비율입니다. 이것이 '멘델의 제1법칙' 또는 '분리의 법칙'입니다.
잡종 2세대에서 표현형이 분리되어 나와서 분리의 법칙일까요?
멘델의 가설
멘델은 이 결과를 보고 분명 고민했을 것입니다. 둥근 종자와 주름진 종자를 수분시켰는데 잡종1세대에서는 둥근 종자밖에 나오지 않았습니다. 잡종 1세대를 자가수분하니 잡종 2세대에서는 둥근 종자도 나오고 주름진 종자도 나오는데, 그 비율이 1:1도 아니고 3:1이라니..
그래서 가설을 세우게 됩니다.
- 형질을 지배하는 인자를 단위인자(unit factor, 현재는 유전자)라고 하며, 단위인자(유전자)는 개체 속에 쌍으로 존재한다.
- 같은 개체 속에 서로 다른 2개의 대립유전자가 함께 있을 때(이형접합체, Ww) 한 가지 형질만 나타나고, 나타나는 형질을 우성, 아닌 걸 열성으로 한다.
- 개체속에 쌍으로 있는 2개의 유전자는 배우자 형성(감수분열, 정핵과 난핵) 과정에서 분리된다. 따라서, 배우자(생식세포)는 체세포가 가지고 있던 유전자 2개 중 1개만 가진다.
분리의 법칙
멘델의 가설에 따르면 유전자는 2쌍으로 존재하고, 감수분열 할 때 대립유전자쌍이 분리되기 때문에 잡종 1세대와 잡종 2세대에서 위와 같은 분리비와 같이 나타난다고 설명할 수 있습니다. 즉, 분리의 법칙은 유전자가 2쌍이고, 이 대립유전자들이 분리되어 다음 세대로 전해진다는 것이 분리의 법칙의 핵심입니다.
하지만 사람의 눈으로는 둥근 모양의 완두콩의 유전자형이 동형접합체(WW)인지 이형접합체(Ww)인지 알 길이 없습니다. 그래서 멘델은 이형접합체(F1, Ww)를 열성친(ww)과 검정교배(test cross, Ww * ww)하였습니다. 그 결과 Ww와 ww, 즉 둥근 모양과 주름진 모양의 콩 비율이 1:1로 나왔습니다. 이는 우성대립유전자(W)와 열성대립유전자(w)가 분리되었기 때문입니다.
출처: 위키백과
분리의 법칙은 감수분열에서 상동염색체가 분리되는 현상을 설명합니다.
멘델은 한 개체 속에 우성, 열성 대립유전자가 함께 있고(이형접합체인 경우) 이들이 분리한다는 것을 증명하였습니다. 물론 아직 염색체나 DNA의 존재는 알려지지 않았을 때입니다. 1850년대 후반부터 1860년대 초반의 일입니다. 이후 30여년간 멘델의 연구는 조명받지 못한 채 잊혀져 갑니다.
향문사 재배학을 해설하고 있습니다. 92 P에 해당하는 내용입니다.