멘델의 법칙(우열의 원리, 분리의 법칙)

멘델의 유전 법칙 중 우열의 원리와 분리의 법칙에 대해 소개하겠습니다. 멘델 유전 법칙은 중학교 과학시간부터 배우는 중요한 이론입니다. 중학교 때 배웠던 것 기억하시나요? 기억도 되살릴 겸 한번 짚어보겠습니다.

 

1. 우열의 원리

  우선, 멘델의 유전과 관련해서 분리의 법칙이나 독립의 법칙과는 다르게 우열의 원리는 법칙이라고 하지 않고 원리라고 부르고 있습니다. 그 이유를 설명하기 전에 법칙과 원리에 대해서 살펴봐야 합니다.

 

  <법칙과 원리>

  과학에서 말하는 '법칙'은 어떤 "관측에 대한 일반화된 진술"을 의미합니다. 그리고 그런 '법칙'을 모아서 어떤 논리적인 설명을 만들게 되면 이것을 '원리'라고 합니다. 법칙은 무슨 현상이 일어나는지 진술한다면, 원리는 어떤 현상에 대한 논리적인 일반화를 포함합니다.

 

  다시 돌아오자면, 우열의 원리는 과거에는 우열의 법칙으로 멘델의 유전 1법칙으로 불렸습니다. 하지만 중간 유전 등 우열의 법칙을 위배하는 사례가 계속 발견되면서 이러한 현상을 아우르는 설명 체계인 원리로 불리게 된 점을 알립니다.

  우열의 원리는 다음과 같습니다. 멘델 시대로 돌아가자면 그 당시에는 유전자의 존재를 몰랐습니다. 하지만 유전 현상은 분명히 관찰됐기 때문에, 멘델은 유전을 일으키는 것을 유전 인자라고 불렀습니다. 완두 재배를 통해 어떤 형질에 대한 유전 인자는 쌍으로 존재하며, 두 유전 인자 사이에 우열관계가 존재함을 알게 됩니다.

  위 그림에서 완두의 둥근 형질을 만드는 유전 인자를 R이라 하고, 주름진 형질을 만드는 유전 인자를 r이라고 하겠습니다. 이러한 유전 인자는 항상 쌍으로 가지고 있기 때문에, RR, rr, Rr 이렇게 세 가지 경우의 수가 생깁니다. 이렇게 유전 인자 두 개를 나란히 배열한 것을 유전자형이라고 합니다.

  둥근 형질의 유전 인자 R을 두개 가지고 있는 완두 RR은 당연히 둥근 완두가 됩니다. 마찬가지로 주름진 형질의 유전 인자 r을 두 개 가지고 있는 완두 rr은 주름진 완두가 됩니다. 여기서 한 가지 의문이 생길 수 있습니다. R과 r을 각각 한 개씩 가지고 있는 완두는 어떤 형질을 가지게 될까요? 둥근 모양일까요, 주름진 모양일까요, 아니면 반만 주름진 모양일까요? 정답은 완벽한 둥근 모양의 완두가 됩니다. 주름진 유전 인자인 r은 완전 가려지게 됩니다. 이것이 우열의 원리입니다.

  우열의 원리에서 대립되는 유전 인자는 반드시 둘 중 하나만 발현되며, 나머지는 발현되지 않습니다. 발현되는 형질을 우성 형질, 그렇지 않은 형질을 열성 형질이라고 부릅니다. 다시 말하면 유전자형이 잡종일 때 발현되는 형질이 우성이 됩니다.

 

2. 분리의 법칙

  앞서, 우열의 원리를 설명하면서 유전 인자는 쌍으로 존재한다고 말씀드렸습니다. 이렇게 쌍으로 존재하는 유전 인자는 생식세포를 만들 때 반으로 나뉘어 각각 생식세포로 들어가게 됩니다.

  위 그림으로 설명하자면, Rr인 완두가 감수 분열을 통해 생식세포를 만들게 된다면 R과 r이 각각 분리되어 각각의 생식세포로 들어가게 됩니다. 여기서 만들어진 생식세포는 R와 r의 비율이 1 : 1이 됩니다. 자가수분(자가교배)에 의해 이 생식세포끼리 만나 자손이 만들어지는데, 이때 만들어지는 자손의 유전자형 RR : Rr : rr의 비율은 1 : 2 : 1이 되며, 표현형의 비율은 둥근 완두와 주름진 완두가 각각 3 : 1로 나오게 됩니다.

  다시 정리하면, 분리의 법칙을 '자손의 비율이 3대1로 분리되어 나오는 것이다'라는 생각하는 것은 잘못된 것이며, 분리의 법칙에서 말하는 분리가 되는 주체는 유전 인자 쌍입니다. 분리된 유전 인자는 생식세포로 들어가게 되는 것이죠.

  이 또한 예외 현상은 있습니다. 염색체 비분리로 다운 증후군 같은 유전병이 생길 수 있는데, 이러한 특수 상황을 제외한다면 중요한 유전 법칙이라고 볼 수 있습니다.

 

 

 

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