[생1] 연관유전에 대하여.. (1)

안녕하세요

오늘은 연관유전에 대해 다뤄볼거에요.

연관이 교육과정에서 빠졌지만, 이번 EBS 생명과학1 수능특강에 나온 문제들을 살펴보면 어느 시험에서든 각 유전자들이 연관된 상태로 가계도에 출제될 가능성이 충분히 있다고 생각됩니다.

다음은 EBS 수능특강의 문제에 사용된 표현들 입니다.

1. 3개의 유전자일 때 /서로 다른 3개의 상염색체에 있다.

2. ㉠과 ㉡의 유전자는 각각 서로 다른 상염색체에 존재한다.

3. ㉠과 ㉡을 결정하는 유전자는 같은 상염색체에 존재한다.

4. (가)와 (나)의 유전자는 같은 상염색체에 함께 존재한다.

(네이버 카페 포만한의 어바님 글을 참고했습니다. https://cafe.naver.com/pnmath/2040381 )

[연관]이라는 표현만 삭제했지 [같은 염색체 위에 존재한다]라는 식으로 표현만 바꾸어 문제를 출제했네요. 그렇기 때문에 우리는 결코 가계도에서의 연관을 배제하고 공부할 수는 없습니다.

그럼 뭐가 삭제된건데?

라고 물으신다면

1. 자손들의 표현형 비율을 이용해 연관군을 추론하는 문항.

2. 상인 / 상반 연관을 이용해 출제되는 문항. 

대부분 멘델의 유전에서 출제될 때 이용되었던 비율을 이용해 연관군을 추론하는 문항이 삭제되었다고 생각하시면 됩니다.

Ex 1) 9:3:3:1, 6:3:3:2:1:1와 같이 표현형 비율을 주고 추론을 하도록 요구하는 문항

Ex 2) 우열이 분명한 유전자가 4쌍이 있고 이 유전자에 대해 모두 이형접합인 부모에게서 나타날 수 있는 자손의 표현형이 12가지이다 -> 12=3*2*2니까 이 유전자들의 연관 상태는 상반/독립/독립일 것이다. -> 표현형의 가짓수를 주고 연관상태를 추론하라는 문항

등이 삭제되었고, 위에 기술한 가계도에서의 연관에 대해 묻는 문항들은 전부 표현만 살짝 바꿔서 출제될 수 있음을 EBS에서 알려주고 있습니다.

그래서.. 뭐 어떻게 풀어야 하는거야? 

우선, 연관 상태를 확실하게 준 경우에 문제를 풀어 나가는 방법에 대해 서술할게요.

연관유전도 가계도의 일부이기 때문에, 제가 가계도 칼럼에서 다루었던 것들을 이용하여 접근할거에요.

(Theme 6. 가계도 - https://orbi.kr/00027115810 )

가계도에서 가장 중요한 것들이 총 3가지라고 했어요.

첫 번째는 대립 유전자와 형질의 매칭

두 번째는 대립 유전자의 우/열 관계

세 번째는 대립 유전자가 성/상 어떤 염색체 위에 있는가?

일단 주어진 정보를 이용해 이를 전부 파악할 수 있는 만큼 파악해 주어야 합니다.

이 연관상태를 고려하지 않고 파악할 수 있는 만큼 모두 파악해준뒤 가계도 지도를 그리는 것에 들어갈겁니다.

이때 우리가 주목해야할 것은 우리가 유전자형에 대해 확실하게 알고있는 사람이 누구인가? 입니다.

1. 열성인 여자는 열성 유전자를 동형접합으로 가지고 있어야만 합니다.

2. 열성인 남자는 열성 유전자를 동형 접합으로 가지고 있거나 성염색체에 있을 경우 열성 유전자를 하나만 가지고 있을 것 입니다.

  -> 이러한 경우 대립 유전자가 성/상 어떤 염색체위에 있는지만 알아도 유전자형을 확실히 판단할 수 있습니다.

3. 우성인 여자는 우성 유전자를 하나만 가지고 있거나 두개 다 가지고 있을 것입니다.

  -> 이러한 경우 열성인 자식이 있다면 우성 유전자를 하나만 가지고 있음을 확신할 수 있습니다.

등등..이외에도 여러가지 있겠지만 문제마다 주는 정보가 다를 겁니다. 하지만 주는 정보들이 지시하는 방향은 크게 다르지 않죠. 위에 말한 세 가지 - 매칭 / 우열관계 / 성/상 구분을 주고, 이를 통해 유전자형을 추론하고, 이를 통해 연관관계를 파악할 겁니다.

우리가 확실하게 알고있는 유전자형들을 적어준 뒤, 연관이라 생각되는 유전자들을 한 염색체 위에 있다 생각하고 가계도 지도를 그려줍니다.

여기서 중요한 것은 자손이 가지고 있는 염색체는 부모에게서 왔다. 부모가 가지는 염색체는 자손에게 간다.

자손이 가지고 있는 염색체의 연관관계는 부모에게서 왔을 수 밖에 없습니다. 이를 이용해 가계도 지도를 그려주면 됩니다.

연관된 유전자들에 대해 다루는 가계도 문제를 연습하는 문제에 아주 적합한 문항이 있습니다.

15년 7월 학평 20번 문항입니다.

이 문항은 모든 대립 유전자가 한 염색체에 연관되어있음을 알려주고 있습니다.

가계도에서 중요한 것 - 대립 유전자 매칭 / 우,열 구분 / 성,상 구분 이라 했습니다.

하지만 이 문항은 (가)가 다인자 유전이므로 병을 유발하는 대립 유전자 매칭을 할 필요가 없고, 우, 열성을 구분할 필요가 없습니다.

우리가 알아내야 하는 것은 이 (가)를 결정하는 유전자가 [성염색체 위에 있는 지? 상염색체 위에 있는 지?] 뿐입니다,.

문제에서 주어진 A, B, D의 대립 유전자가 구성원들에게 존재하는 지에 대한 여부를 조건으로 주었습니다. 

우리는 이에 대해 상식적인 선에서 생각해보면 됩니다.

이 문제를 풀기에 앞서 가장 중요한 태도는 우리가 이 유전자들이 성염색체에 있는지 상염색체에 있는지 모른다는 사실을 인지해야 하는 것 입니다.

섣불리 1(남자)가 B가 없다고 유전자형을 B*B*이라고 적어버리는 논리적 오류를 범해서는 안된다는 것입니다.

우리는 여자는 해당 대립 유전자가 없다면 유전자형을 동형접합이라고 확실히 단정할수 있다는 것을 이용해 문제를 풀어나갈 것 입니다.

확실히 단정할 수 있는 눈에 보이는 대립 유전자를 모두 적어준다면 다음과 같이 될 것입니다.

                                                                    (1)

여기서 여러가지의 정보를 얻어낼 수 있습니다. 

2의 D*은 5, 6번에게 모두 물려주었을 것이다.

6의 B*은 2번에게서도 받았을 것이고, 1번에게서도 받았을 것이다.

4의 A*과 B*은 7과 8에게 모두 물려주었을 것이다.

8의 A*과 D*은 3에게서도 받았을 것이고, 3에게서도 받았을 것이다.

엥? 8번의 A*이 3에게서 왔을 것이라고? 문제의 표를 보니, 3은 A도 있다는데??? 

그럼 3은 AㅣA*으로 이형접합으로 가지고 있다는 거야? 

그럼.. (가)는 상염색체위가 아니라 성염색체위에 있다는 거네!!

이를 통해 남자들도 대립유전자가 없다면 나머지 대립유전자가 동형접합으로 있어야 함을 알 수 있습니다.

위의 조건들을 전부 가계도 지도에 반영해 적어주면

                                                                          (2)

이와 같은 가계도 지도가 나옴을 확인할 수 있습니다.

또한, 이를 통해 얻어낸 정보는 다음과 같습니다. 

1번의 B*은 5번과 6번에 가야합니다.

3번의 D*은 7번과 8번에 가야합니다.

5번의 A*은 1번과 2번에게서 온 것 입니다.

그리고 표를 확인해 보면, A, B, D가 들어갈 자리를 확인할 수 있습니다. 

위의 조건들을 가계도 지도에 반영해 적어주면

                                                                      (3)

이와 같은 가계도 지도를 그릴 수 있습니다.

지금부터 서술할 논리가 연관된 가계도 지도를 그리는 것에 있어서 굉장히 중요한 부분을 차지합니다.

(2) 상태의 가계도 지도에서 1번이 B* B*으로 알고있는 염색체 쌍의 정보가 서로 동일하므로 연관상태를 고려하지 않고 1의 AㅣA*이 이형접합임을 알았으므로 적어준 것 입니다.

-> 1은 5에게 A*을 물려주었고, 표에 A가 있다는 정보가 있으므로 이형접합이다.

또한, 5의 D*은 1과 2 모두에게 물려 받았음을 알 수 있습니다.

하지만, 5가 가지고 있는 염색체는 [A*-B*-D*], [A*-B-D*] 두 가지 종류의 염색체를 가지고 있음을 알 수 있습니다.

여기서 [A*-B-D*]이라는 형식의 염색체는 1번에게는 나올 수 없습니다. 1번은 [A*-B*], [A-B*]과 같은 형식의 염색체만 가지고 있고, [A*-B]라는 형식의 염색체는 가지고있지 않기 때문입니다.

그렇기 때문에 5의 [A*-B-D*]는 2에게 왔음을 알 수 있고, 나머지 [A*-B*-D*]이 1번에게서 물려받은 염색체임을 알 수 있는 것 입니다.

2번은 A*을 5에게 물려주었고, 표를 통해 A가 있음을 알 수 있으므로 A와 A*에 대해 이형접합으로 가지고 있음을알 수 있습니다.

1번도 마찬가지로 D*을 5에게 물려주었고 표를 통해 D가 있음을 알수 있으므로 D와 D*에 대해 이형접합으로 가지고 있음을 알 수 있습니다.

고로 2는 [A*-B-D*], [A-B*-D*]의 연관을, 1은 [A*-B*-D*], [A-B*-D]의 연관 상태를 가지고 있음을 알 수 있습니다.

이를 고려해 염색체 지도를 그려주면

                                                                        (4)

이와 같은 형태의 가계도 지도가 나옴을 알 수 있습니다.

여기서 6의 D가 연관된 염색체는 1에게 받았으므로 [A-B*-D]를 받았을 것이고, [B*-D*]이 연관된 2의 염색체를 받았으므로 2의 [A-B*-D*]을 받았을 것입니다.

8의 B는 3에게 받았을 것이고, 이 염색체는 [A*-B-D*]입니다. 3은 [A*-B-D*]이라는 염색체를 가집니다.

또한 7의 B를 보니 [A-B]가 연관된 염색체를 가지고 이 또한 3에게서 왔음을 알 수 있습니다.

이를 통해 3은 [A-B]가 연관된 염색체, [A*-B-D*]이 연관된 염색체를 가진다는 것을 알 수 있고 3이 D, D*에 대해 DD로 동형접합을 가지고 있음을 알 수 있습니다.

3이 7에게 [A-B-D*]을 물려줄 것이고 7이 표에 의해 D를 가지고 있어야 하기 때문에

4가 7에게 [A*-B*-D]를 물려주어야 합니다. 

이를 가계도 지도에 반영해 주면

                                                                        (5)

이와 같은 가계도 지도가 만들어 집니다.

이 문항에 사용된 논리구조를 연습하시고, 연관되어 출제된 다양한 문제에 이 논리를 적용해 풀고 연습해보시면 언젠가는 자연스럽게 풀고있는 자신을 발견하게 될겁니다

저는 이 문항을 고2때 처음 접했던거 같은데.. 혼자 푸는데 30분은 걸렸던거 같네요 혼자 푸는데..  눈물날뻔했어요 근데 꾸준히 연습하다보니까 시간도 엄청 단축되고 자연스럽게 되더라구요..?

중요한 것은 우리가 확실히 알고있는 유전자형을 이용해 전부 적어준 후, 연관된 것을 이용해 가계도 지도를 그려준다는 것입니다.

연관된 가계도 지도를 그리기 위해선 기본적으로 [가계도 지도]를 그리는 것에 능숙해 있어야만 하고, 여기서 아주 조금 더 고려할 것이 늘어났을 뿐입니다.

아마.. 연관된 가계도를 잘 못하는 경우에는 

그냥 가계도 자체를 아직 제대로 다루지 못하는 경우가 많을 것이라 생각합니다.

다음 칼럼은 ABO식 혈액형과 연관된 유전자가 있는 가계도를 해석하는 방법과 연관 관계를 명확하게 주지 않은 문항을 풀어내는 것에 대한 칼럼을 쓸까 생각중입니다.

좋아요 부탁드려용 ㅠㅠ.

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