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백호랑이와 유전법칙 목록

조회 : 7622 | 2010-01-11

60년 만의 백호랑이 해
2010년은 경인년, 호랑이의 해입니다. 그것도 60년 만에 찾아온 백호랑이의 해라고 합니다. 백호랑이는 고구려의 고분 벽화에 등장하는 사신의 하나입니다. 사신이란 동서남북, 네 방위를 맡아 지켜준다는 동물을 말하는데, 방위에 따라 동쪽의 청룡, 남쪽의 주작, 서쪽의 백호, 북쪽의 현무, 이렇게 네 가지가 있습니다. 다른 것들이 상상 속의 동물인 것과 달리 백호랑이는 실제로 있습니다. 그래서 우리는 이따금 새끼 백호랑이의 탄생 소식을 뉴스에서 볼 수도 있습니다. 예로부터 사람들은 호랑이를 용맹하고 슬기로우며 상서로운 동물로 여겼습니다. 그중에서도 백호랑이를 특별히 더 귀하게 여겨서, 60년 만의 백호랑이 해인 올해는 좋은 일들이 더 많이 생기리라 기대하고 있다고 합니다. 사실 과학의 눈으로 본다면 백호랑이는 호랑이의 형질 중에서 털 색깔이 열성인 흰색으로 나타난 호랑이일 뿐입니다. 우성인 황호랑이에 비해서 개체수가 적습니다. 어쩌면 백호랑이는 희소성 때문에 더 귀하게 여겨졌는지도 모르겠습니다. 60년 만에 찾아오는 백호랑이의 해를 맞아 유전 법칙에 대해 알아보겠습니다.





(사진) 늠름한 모습의 백호랑이 (cc) by Jack Fiallos

* 알아보기

- 유전이란 무엇일까요?
- 멘델: 근대 유전학의 창시자
- 우성과 열성



유전이란 무엇일까요?
‘콩 심은 데 콩 나고 팥 심은 데 팥 난다’는 말이 있습니다. 어떤 결과든 그 원인에 맞게 나타난다는 말입니다. 콩으로부터 팥이 나올 수 없을 뿐만 아니라, 콩을 심어서 새로 수확한 콩의 형질은 부모로부터 물려받은 것입니다. 유난히 부모님과 똑같이 생긴 경우에 ‘붕어빵’이라고 부르는데, 마치 붕어빵 틀에서 똑같은 모양으로 찍어낸 붕어빵처럼, 부모와 자녀의 생김새가 똑같다는 뜻입니다. 우리는 생김새를 포함하여 여러 가지 형질을 부모님에게서 물려받습니다. 콩이든 사람이든, 동물이든 식물이든 자식에게 나타나는 형질은 모두 그 부모로부터 물려받은 것입니다. 이렇게 어떤 형질이 자식 세대로 내려가는 것을 ‘유전’이라고 하며, 유전이 일어나는 것은 유전자가 있기 때문입니다. 유전자에는 부모로부터 물려받은 여러 가지 정보가 들어 있는데, 이것이 바로 유명한 DNA입니다. DNA를 통해 전달된 유전 정보가 계속해서 자식 세대에게 전달되는 것입니다. 그렇다고 해서 겉으로 드러나는 것까지 똑같이, 하나도 다르지 않게 그대로 내려가는 것은 아닙니다. 붕어빵처럼 똑같이 생긴 부모와 자녀가 있기도 하지만, 주워왔다고 장난으로 놀릴 정도로 생김새는 전혀 다른 경우도 있듯이 말입니다. 백호랑이와 백호랑이가 새끼를 낳으면 백호랑이가 태어납니다. 그런데 황호랑이와 황호랑이가 새끼를 낳으면 어떨까요? 백 퍼센트 황호랑이만 태어나지는 않습니다. 황호랑이와 황호랑이 사이에서도 백호랑이가 태어날 수 있습니다. 어떻게 이런 일이 생길 수 있는지 유전 법칙을 통해서 살펴보겠습니다.

(사진) DNA 모형: 이중나선 구조를 하고 있다 (cc) by ynse



멘델: 근대 유전학의 창시자
지금이야 누구나 유전이 무엇인지 알고 있지만, 옛날 사람들은 유전자의 존재조차 알지 못했습니다. 그런데, 유전자에 대해 전혀 모르던 19세기에 실험과 연구를 통해서 유전 법칙을 발견한 과학자가 있으니, 오스트리아의 수도자였던 멘델이 그 주인공입니다. 멘델에 의해 밝혀진 사실들은 후에 ‘우열의 법칙’, ‘독립의 법칙’, ‘분리의 법칙’ 등으로 정리되었고, ‘멘델의 유전 법칙’이라고 불리게 되었습니다.

(사진) 체코슬로바키아 멘델대학교에 있는 멘델의 흉상(출처: 위키피디아)





멘델이 실험할 때 사용했던 것은 완두(콩)입니다. 완두를 썼던 이유는 우선 나타나는 형질이 뚜렷하게 구별되었기 때문입니다, 예를 들어 콩의 색깔(녹색, 황색), 꽃의 색깔(보라색, 흰색), 줄기의 키(크다, 작다) 등 한눈에 알아볼 수 있는 형질들이 많았다는 것입니다. 이렇게 서로 다르게 나타나는 형질을 ‘대립형질’이라고 하는데, 멘델의 연구에서 관찰했던 대립형질은 모두 일곱 가지입니다. 또 값이 싸며 쉽게 구할 수 있고, 한 세대가 짧아서 관찰하기에 좋을 뿐만 아니라, 사람이 원하는 개체끼리 수분을 시키기 쉬웠던 것도 완두를 이용했던 또 다른 이유입니다.





우성과 열성
호랑이의 형질 중에서 털 색깔은 흰 색일 때 ‘열성’이고 그렇지 않을 때 ‘우성’이라고 했습니다. 그렇다면 ‘우성’과 ‘열성’은 각각 무엇일까요? 생물 교과서를 찾아보면 <첫 번째 자녀 세대에서 나타나는 형질을 ‘우성’이라고 하고, 숨어서 나타나지 않는 형질을 ‘열성’이라고 한다>고 되어 있습니다. 이 말만으로는 이해하기 어려울 수도 있으므로, 예를 들어보겠습니다. 멘델이 실험에 사용했던 완두의 경우 콩 색깔이 황색인 것이 우성이고 녹색은 열성입니다. 완두의 부모 중 하나는 순수하게 황색 콩의 형질만 갖고 있고, 나머지 하나는 순수하게 녹색 콩의 형질만 갖고 있다고 가정해봅시다. 그 부모로부터 태어난 콩은 색깔이 모두 황색입니다. 분명히 부모 중 한 쪽은 녹색 콩이었는데도 말입니다. 이렇게 첫 번째 자녀 세대에서 나타난 ‘황색’이 콩 색깔이라고 하는 형질의 ‘우성’인 것입니다. 그렇다고 해서 녹색 콩의 형질이 모두 사라져버린 것은 아닙니다. 자녀의 경우에 색깔은 황색이라고 하더라도, 유전자에 녹색 콩의 인자를 가지고 있습니다. 녹색이 ‘열성’이라서 우성인 황색에 밀려 나타나지 않았을 뿐입니다. 우성과 열성 인자를 모두 가진 완두끼리 교배한다면 순수하게 열성 인자만을 갖는 자녀가 태어날 수 있습니다.




이것을 이해하기 쉽게 기호를 써서 설명해보겠습니다. 각각의 대립형질을 기호로 나타낼 수 있습니다. 이때 우성인 경우 영문 대문자로, 열성인 경우 영문 소문자로 씁니다. 앞에서 본 완두의 콩 색깔은 다음과 같이 쓰면 됩니다. 완두의 콩 색깔은 황색이 우성이므로 황색을 뜻하는 ‘yellow'의 첫 자를 따서 영문 대문자 ‘Y’로 쓰고, 열성인 녹색은 소문자 ‘y'로 씁니다. 앞 문단에 나오는 ’순수하게 황색 콩의 형질만 갖고 있는 완두‘는 ’YY', ‘순수하게 녹색 콩의 형질만 갖고 있는 완두’는 ‘yy'라고 쓰면 됩니다. ’YY'와 ‘yy'가 만나면 자녀는 ’Yy'라는 유전 인자를 갖게 됩니다. 즉, ‘y'를 포함하고 있지만 나타나는 형질은 우성인 ’Y'에 의해 황색이 되는 것입니다. 만약에 ‘Yy'와 ’Yy'의 인자를 가진 황색 콩끼리 교배하면, 'YY, Yy, yy', 이렇게 세 종류의 자녀가 태어나게 됩니다. ‘YY'와 'Yy'는 콩 색깔이 황색이지만, 열성 인자만 가진 ’yy'의 경우에는 콩 색깔이 녹색으로 나타나게 되는 것입니다.




다시 호랑이 이야기를 해볼까요? 호랑이 털 색깔은 황색이 우성이니까, ‘YY' 또는 ’Yy'의 인자를 가진 호랑이는 황호랑이로 태어나고, ‘yy'인 호랑이는 백호랑이가 됩니다. 백호랑이(yy)와 백호랑이(yy)가 새끼를 낳으면 ’yy' 밖에 생기지 않기 때문에 언제나 백호랑이(yy)만 태어납니다. 하지만 부모 황호랑이가 둘 다 'Yy'인 경우에는 황호랑이만 태어나는 것이 아닙니다. 황호랑이(Yy)와 황호랑이(Yy) 사이에서 황호랑이(YY 또는 Yy)뿐 아니라 백호랑이(yy)가 태어나기도 하는 것입니다. 그러니까 새끼 백호 뒤로 황색 털을 가진 어미 호랑이가 보여도 전혀 이상할 게 없겠지요?




* 오늘의 중요 용어정리
[DNA]
이중나선 구조를 가진 핵산으로써 유전 형질 정보를 가지고 있는 유전자

[형질]
완두의 콩 색깔, 줄기의 키, 꽃 색깔처럼 어떤 생물이 가지고 있는 생김새, 크기를 비롯한 여러 가지 성질을 뜻한다. 자녀 세대로 유전되는 유전적 형질과 그렇지 않은 비유전적 형질로 나눠진다.

[멘델]
오스트리아의 수도자이자 과학자로서 근대 유전학의 창시자로 불린다. 완두의 교배 실험을 통해 유전 법칙을 발견하였다. 멘델이 발견한 법칙은 후에 ‘우열의 법칙’, ‘독립의 법칙’, ‘분리의 법칙’ 등으로 정리되었다.





* 더 찾아보아요
☆ 책으로 찾아보아요.

- 멘델이 들려주는 유전 이야기, 황신영 지음, 자음과모음

- 멘델, 우리는 왜 부모를 닮았을까, 루카 노벨리 지음, 김효정 옮김, 김영사





* 한걸음 더!
☆ 멘델이 완두 교배 실험에서 관찰했던 일곱 가지 형질은 각각 무엇이며, 각 경우에 어느 쪽이 우성이고 어느 쪽이 열성일까요?

☆ 멘델의 유전 법칙에 대해 자세히 알아보세요.




주제!
생물 ,생식 ,발생
관련단원 보기
*중3학년 2학기 유전과 진화
백호랑이와 유전법칙
*중3학년 1학기 생식과 발생
DNA 조작으로 불치병 잡는다
*중3학년 1학기 생식과 발생
백호랑이와 유전법칙
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