멘델의 법칙
[ Mendelism ]
현대 유전학의 기본이 되는 멘델의 법칙은 그레고어 멘델(Gregor Mendel)이 완두의 잡종 교배 실험을 통해 1865년에서 1866에 걸쳐 제시한 유전법칙이다.1) 멘델의 법칙은 완두의 7가지 대립형질을 대상으로 다음 세대에 나타나는 표현형질의 수학적 분석을 통해 수립한 우열의 법칙, 분리의 법칙, 독립의 법칙을 의미하며, 이후 많은 학자들의 연구를 통해 수정 보완 되었다.
그레고어 멘델(Gregor Mendel, 1822~1884년) (출처:GettyimagesKorea)
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그레고어 멘델(1822년 7월 22일~1884년 1월 6일)
오트리아 메렌(현재의 체코)에서 소작인의 아들로 출생, 1843년부터 아우구스티노회 입회 수사로 생활하다 1847년 로마 카톨릭 사제가 되었으며, 1851-1853년 빈대학에서 자연과학을 공부하였다. 멘델은 완두를 재료로 현대 유전학의 기본이 되는 유전법칙을 1865년 브륀의 자연과학협회에서 발표하였다. 이후 멘델의 식물학 관련 연구는 계속되었으나 1868년 수도원장이 되면서 연구에 집중하지 못하였고, 불우한 말년을 보내다 1884년 사망하였다. 멘델의 유전법칙은 발표 당시에는 인정받지 못하였으나 1900년대에 들어 재조명 되어 현대에 이르기까지 유전학의 기본으로 받아들여 지고 있다.
멘델의 유전법칙
멘델은 아래 7가지의 표현형질을 완두를 대상으로 관찰 하였으며 자손에서 표현되는 형질의 분석을 통해 우열, 분리, 그리고 독립의 유전법칙을 제안하였다.
멘델의 완두 실험에 관찰한 7가지 대립 표현형질
- 콩의 껍질 - 매끄러운 회색 / 주름잡힌 흰색
- 콩의 색 - 노란색 / 녹색
- 꽃의 색 - 흰색 / 붉은색
- 콩깍지의 모양 - 매끈한 깍지 / 주름잡힌 깍지.
- 콩깍지의 색 - 노란색 / 녹색
- 꽃피는 자리 - 가지 사이 / 꼭대기
- 줄기 크기 - 큼 / 작음
- 순종 대립형질의 교배로 인한 잡종1대의 형질에 대한 유전법칙으로 잡종1대(F1)에서 우성 형질만 나타난다.
순종 부모의 수정으로 인해 발생하는 잡종1대와 2대의 표현형질(우성형질: 둥근 콩, 열성형질: 주름진 콩) (출처:이상원)
- 멘델이 관찰한 완두가 아닌 다른 식물의 경우 붉은 꽃과 흰 꽃의 잡종1대가 분홍 꽃으로 발현되고 잡종2대의 경우 붉은 꽃 : 분홍 꽃 : 흰 꽃이 1: 2:1로 발현된다. 이 경우처럼 유전형의 비는 멘델의 법칩을 따르지만 표현형에 있어 우성과 열성이 완전하지 않은 불완전 우성 또는 중간유전으로 표현되는 경우가 있어 멘델의 법칙을 따르지 않는다.
- 우성만이 발현된 잡종 제1대를 자가수분을 통해 얻은 제2대는 우성과 열성의 표현형질비가 3: 1로 일정하게 분리되어 나타난다.(위 그림 참조) 이때 유전형질의 비는 1: 2:1이다.
- 유전되는 두 쌍 이상의 대립 형질은 서로 간섭하지 않고 우열의 법칙과 분리의 법칙에 따라 독립적으로 유전된다.
잡종1대, 둥근 황색 완두(RrYy)의 자가 수분으로 발생한 잡종 제2대 표현형의 분리비가 둥근 황색 : 둥근 녹색 : 주름진 황색 : 주름진 녹색 = 9: 3:3:1 로 나타난다. (출처:이상원)
예외) 사람의 피부색과 같이 여러 유전자가 연관되어 발현되는 경우 독립의 법칙이 적용되지 않는다.
관련 용어
표현형질, 우열의 법칙, 분리의 법칙, 독립의 법칙, 우성, 열성
참고문헌
1. Mendel G (1866) Versuche über Pflanzen-Hybriden. Verh Naturforsch Ver Brünn, 4: 3–47 (in English in 1901, J R Hortic Soc, 26: 1–32)