감수분열의 유전적 중요성

감수분열의 유전적 중요성

 

 

감수분열 동안 염색체의 행동은 2n→ n으로 되고, 수정과정에서 다시 이배체(n→2n)로 회복되는데, 이미 알고 있듯이 이러한 염색체의 행동에 의하여 유전적 다양성이 많아지게 된다. 이러한 다양성은 적어도 통계학적 의미에서는 예측 가능하다. 오래 전에 유전법칙이 확립되었고, 이 법칙은 감수분열 동안 그들의 염색체 행동을 알기 이전에 이미 밝혀졌다. 제한된 표현형을 가지는 양친의 교배를 통하여, 그들 자손에 대한 표현형별로 수를 계산함으로써 유전법칙을 간단하게 구했다. 이러한 모든 연구가 오스트리아의 수도승 Gregor Mendel에 의해 이루어졌다. 1858년부터 1866년까지 Mendel은 Brunn(지금의 Brno)이라는 도시의 수도원 정원에서 완두콩을 재배하면서 교배시키고, 그 결과를 분석하였다.

 

완두콩을 연구재료로 선택한 Mendel의 결심은 아주 뛰어났다. 이 식물은 환경에도 강하고 성장도 매우 빠르다. 대부분의 콩과식물에서처럼 꽃받침은 생식기관을 완전히 감싸고 있다. 생식기관에는 화분(수배우자를 만드는)을 생산하는 수술과 암배우자인 난자를 만드는 암술이 있다. 수정은 곤충에 의해 이루어지는 경우도 있으나 원칙적으로 자가교배에 의해서 이루어진다. Mendel은 이 식물의 꽃망울을 열고 아직 미성숙한 수술을 제거한 다음 이 꽃의 암술머리에 다른 개체에서 얻은 성숙한 화분을 뿌려줌으로써 상이한 형질을 가진 개체간에 수정을 시켰다.

완두에는 서로간에 분명한 차이가 있는 여러 변이체가 있기 때문에 이것을 선택한 것은 좋은 생각이였다. 어떤 것은 씨의 모양(건조 후)이 쭈글쭈글하게 주름진 것을, 어떤 것은 팽팽하게 둥근 모양인 것, 그리고 꼬투리 역시 초록색인 것과 노란색인 개체가 생산되었으며, 꽃색깔도 하얀 것과 빨간 것이 나타났다. Mendel이 이 세 쌍의 서로 다른 형질들을 선택한 것은 각 형질이 쉽게 구분되고 매 세대마다 씨를 맺기 때문이다. 그리고 이 식물은 정상적인 자가교배가 이루어지는 동안에는 양친과 똑같은 형질의 씨만을 계속 생산하기 때문이다.

 

Mendel 이 사용한 완두콩은 이상의 세 가지 형질 외에도 잎의 크기나 꽃의 크기 등 다른 형질도 있었으나 이들은 개체간에 분명한 구분이 되지 않아 제외시켰다. Mendel의 실험에 쓰인 콩에서는 둥근 씨나 주름진 씨만 생산되었을 뿐 그 중간형은 없었던 반면 잎이나 꽃의 크기는 뚜렷한 기준이 없었다. Mendel 의 형질선택에 있어서의 결정은 분명히 그의 연구가 성공하게 된 중요한 요인이 되었던 것이다.