Mendel의 가설 검정과 독립의 법칙

검정교배:Mendel의 가설 검정

Mendel은 그의 가설을 시험해 보기 위해서 일찍이 실시해 보지 않은 육종실험결과를 예측하였다. 그는 이형접합인 둥근 완두(Rr)와 동형접합인 주름진 완두(rr)를 교배시켰다. 이 경우 50%는 둥근 씨(Rr) 나머지 50%둥근 씨는 주름진 씨(r)일 것이라고 예상했었다(그림 9.6). 이런 종류의 교배실험에서 열성 동형접합체를 한쪽 부모형으로 사용하는 것을 검정교배(testcross)라 한다. 이러한 실험은 동일한 표현형을 나타내나 그 유전자형을 알 수 없는 경우(RR, Rr)에 사용한다. 이 교배는 이전에 설명된 P 교배와 별다른 차이가 없다. 둥근 씨를 만드는 완두와 주름진 씨를 만드는 완두를 교배시켰다. 이때 사용한 둥근 씨를 만드는 완두는 이형접합체였으며, 교배결과 둥근 것과 주름진 것은 50:50비로 나타날 것이라고 예상했다. 그 결과 실제로 둥근 씨 106개와 주름진 씨 101개를 얻었다

 

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양성잡종:독립의 법칙

 

Mendel은 둥글고 주름진 완두에 관한 교배와 동시에 형질이 뚜렷한 여섯 가지의 변이에 대해서도 이와 비슷한 실험을 하였다. 모든 실험결과는 그의 가설에 맞아 들어갔다. 다음으로 그는 두 가지의 서로 다른 형질을 가진 완두끼리 교배시켰다. 순종의 둥글고 노란색 씨를 갖는 완두와 순종의 주름지고 초록색 씨를 갖는 것을 교배시켰다. 그 결과 모두 둥글고 노란색 씨만이 생산되었다. 이것은 앞서 Mendel의 연구에 둥근 씨의 형질을 나타내는 인자가 우성이었던 것처럼 노란색 씨를 표현하는 인자도 우성인 것이 증명된 것이다. 따라서 이 F은 두 가지 형질이 상이한 양친간의 교배결과이므로 양성잡종(dihybrid)이라 한다. 그리고 나서 Mendel은 이 F. 개체들이 자가수분되도록 재배하면서 그 결과를 두 가지의 가능성을 생각했다. 즉 첫째, 둥근 모양과 노란색을 발현하는 두 인자가 양친 중 어느 한쪽에서 유전된 것이라면 이 인자는 분리되지 않고 하나의 유전단위로서 F로 전달될 것이다. 마찬가지로 주름지고 초록색의 형질인자들도 이와 같다면 F의 75%는 둥글고 노란 형질을 나타낼 것이고 25%는 주름지고 초록색인 것일 것이다. 반면에 씨의 모양과 색깔을 지배하는 유전자들이 서로 독립적으로 배우자에게 분배된다면 F2에서는 재조합체(recombinant)인 둥글고 초록색인 것과 주름지고 노란색인 것이 P와 같은 표현형에 섞여 출현할 것이다. 따라서 후자의 경우에 따르면, 네 가지의 표현형이 9:3:3:1의 비율로 나타날 것이다.

Mendel은 이 교배실험에서 둥글고 노란 것 315개, 주름지고 노란 것 101개, 둥글고 초록인 것 108개, 그리고 주름지고 초록인것 32개를 얻었다. Mendel의 신중한 연구의 특징은 네 종류의 콩을 모두 심어 둥글고 노란 것 중에는 네 가지의 유전자형이 존재하고 새로운 형질로 조합된 콩들은 두 가지의 유전자형으로 구분된다는 것을 밝혔다. 단지 32개의 주름지고 초록인 것 32개만이 단일 유전자형이었다. 이 결과들로서 Mendel은 다른 가설(Mendel의 제2법칙)을 세웠다. 한 쌍의 인자는 그 분배에 있어 다른 쌍의 인자에 대하여 독립적이라는 것이다. 이것은 독립의 법칙(rule of independent assortment)으로 알려지고 있다.

Mendel의 실험들은 1858년부터 1866년 사이에 행해진 것이다. 1866년 Mendel은 이 결과를 분석 발표하였다. 하지만 다른 생물학자들은 그의 연구결과에 주의를 기울이지 않았다. 뿐만 아니라 그의 실험을 반복해 보려는 사람도, 완두의 다른 형질이나 다른 생물체를 가지고 이러한 실험을 해보려는 사람도 없었다. 1900년이 될 때까지 Mendel 이 논문을 발효한 지 34년 후, 그리고 그가 죽은지 16년이 되던 해에 이르러 비로소 Mendel의 업적은 빛을 보게 되었다. 서로 독자적으로 연구한 세 사람에 의하여 Mendel이 발견했던 원리를 재발견하게 된 것이다. 이들은 각자의 연구가 끝난 후에야 이름없던 한수도승이 그들보다 30여년이나 앞서 있었음을 알게 되었다. 아이러니하게도 현대 유전학의 발달은 1866년이 아닌 1900년부터 tartoo다. Mendel의 빛나는 업적은 그의 시대에서는 받아들여지지 않았다. 하지만 과학자들은 그의 연구를 답습하여 그 이론들을 재발견하게 되었다.

'오늘날 Mendel 의 법칙이 차지하는 위치는 무엇인가? 이 법칙들과는 다른 중요한 예외적인 현상들이 1900 년 이래 계속 발견되고 있지만 Mendel의 법칙들은 아직도 유전학의 기초가 되고 있다.