<제4주>

제4절 염색체와 유전자

1. 염색체의 구조

* Waldeyer(1884)->염새체 명명

* 세포분열 중기에 염색질이 응축되어 가장 잘보이고 알칼리성의 염색제로 염색됨

* 염색체 구조->DNA와 histone이 관여

2. 염색체의 수적. 형태적 변화

* 염색체 수가 가장 작은 것: 1) 동물->회충의 일종 Ascaris meganocephala var. univalens 2n=2; 2) 식물->국화과 식물인 Haplopappus gracilis 2n=4

* 가장 많은 것: 1)동물->나비의 일종인 Lysandra nivescens 2n=380개; 2)식물->양치식물 Ophioglossum 2n=768

* 동원체의 위치에 따라 ->단부(telocentric), 차단부(acrocentric), 차중부 (submetacentric), 중부(metacentric)등으로 구분-> 그림 22도(p70)

* 핵형분석-> 염색체의 길이, 단완의 길이와 굵기, 방추사부착점의 위치, 부수체의 유무 및 제2차협착의 위등을 조사함.

* 정수체(2n), 배수체(3n, 4n..), 이수체(2n+1, 2n+2)

* 염색체의 절단, 결실, 중복, 역위, 전좌 등으로 변화가 나타난다.

3. 유전자의 구조와 변화

DNA가 유전자로 확인됨

* 1) 생물종류에 따라 DNA량이 세포당일정하고

* 2) 방사선동위원소에 DNA는 보다 안정적

* 3) 세균에 자외선 조사시 DNA가 가장 많이 흡수하는 2,600A 파장이 흡수됨.

* 4) 폐렴쌍구균에서 DNA가 형질전환에 관계되고

* 5) DNA 만이 한대에서 다음대로 전달되는 유전물질

* 6) RNA가 유전물질로 작용하는 예는 tobacco mosaic virus에서 처음 발견됨.

(1) DNA의 구조

* DNA-> 2-deoxyribose(DNA), RNA->ribose

* 염기성분-> DNA(adenine=thymine, guanine=cytosine)

             RNA(thymine 대신에 uracil)

* Pyrimidine->uracil, cytosine, thymine); Purine->adenine, guanine

* 34옹스트론->1회전; 각각의 염기쌍간의 거리->3.4옹스트론

(2) 유전자의 미세구조

* cis-> 2개 돌연변이가 한편 양친에서 온 경우를 cis

* trans->2개의 돌연변이가 각각 다른 양친에서 온 경우

* cis-trans효과->cis 에서는 정상형을 나타내고 trans에서는 돌연변이형을 나타낼 경우

* 조환에 의한 유전자 변이

(3) 유전자의 변화

* 돌연변이 유기원(자외선, 전리방사선, 염기유사물질, 알킬화물질, 아크린딘색소, 아질산.히드록실아민 및 아지드)

* 돌연변이 유발방법(방사선감수성과 처리방법 LD₅₀, 화학물질 처리방법)

4. 유전자의 조환

* Mendel 유전법칙이 적용이 안되는 경우-> 같은 염색체 위에 있는 유전자사이에 서로 연관되어 행동하는 경우와 감수분열시 상동염색체가 서로 접합할 때 두 염색체간에 교차가 일어난 경우

* 조환가->상인(coupling) 양친과 같은 조합으로 나타난것; 상반(repulsion) 새로운 조합

* 연관(linkage): 배우자형성시 양친조합과 같은 형으로 분리되는 것

* 교차(crossing over): 동일 염색체 위에 있는 유전자들이 배우자형성시 양친조합과 다른 새로운 조합, 즉 조환으로 분리되는 것

5. 연관과 교차의 확인방법 및 염색체지도

* 역교배 또는 검정교배를 실시->1:1:1;1

* 교차는 염색체 상에서 임의로 일어나지만 동원체(centromere) 근처에서 적게 일어나고 두 유전자인자가 상동염색체 상에서 서로 멀리 떨어져 있을수록 그 사이에 어디선가 염색체가 끊어져 교차가 일어날 확률이 더 커지게 된다.

* 단일교차, 이중교차

* 이중교차의 일치(coincidence)=2중교차의 실제빈도/2중교차의 기대빈도

* 간섭(interference)=1-일치값

6. 유전정보의 발현

*  DNA->복제/세포분열시염색체의 복제->DNA전사->m-RNA->해독(t-RNA; r-RNA)->단백질.효소등(유전인자의 발현)

* DNA염기서열 CGGAGTCCG->RNA서열 GCCUCAGGC

* codon->세염기가 모여 3염기군(triplet)을 형성 한개의 아미노산을 결정

* m-RNA, t-RNA

* anticodon->t-RNA는 77개의 염기를 함유하고 있는 비교적 작은 RNA로 그중에 3개는 anticodon 이라하는데 m-RNA 의 코돈과 대응하여 필요한 이미노산을 정확하게 운반해준는 역할을 한다. m-RNA 에 GCC->t-RNA는 CGG 라는 anticodon으로 alanine을 운반해준다.

제5절 변이

1. 변이의 의의

* 변이->형질이 다르게 나타나는 현상

* 변이성(variability)->생물이 변이를 나타내는 현상

* 변이->자연적으로 뿐만아니라 인위적으로도 창출된다.

2. 변이의 종류와 원인

(1) 변이의 종류(사이토의 분류)

1) 변이를 나타내는 기관에 의한 구분

  a. 영양기관의 변이: 수관, 줄기, 뿌리, 잎등에서 나타나는 변이

  b. 번식기관의 변이: 구과의 변이, 종자의 변이, 꽃의 변이 등

2) 변이의 상태에 의한 구별

  a. 연속변이(continuous variation): 방황변이

  b. 불연속변이(discontinuous variation): 아조변이, 색깔변이

3) 변이의 분량의한 구별

  a. 대변이(great variation)

  b. 소변이(small variation)

4) 변이의 성질에 의한 변이

  a. 정성적변이(qualitative variation): 변이의 강약

  b. 정량적변이(quantitative variation): 변이의 분량과 크기

  c. 물질상의 변이(substantive variation): 질의 변이

  d. 조직상의 변이(meristic variation): 조직의 변이

5) 변이의 본질에 의한 구분

  a. 형태적변이(morphological variation)

  b. 생리적변이(physiological variation)

  c. 생태적변이(ecological variation)

6) 유전성의 유무에 의한 변이

  a. 유전성변이(heritable variation)

  b. 비유전성변이(nonheritable variation)

7) 변이가 일어나는 구역의한 구별

  a. 일반변이

  b. 개체변이

  c. 국소변이

  d. 아조변이: 변이 중에서도 불연속적인 것

8) 변이가 일어나는 장소에 의한 구별

  a. 체적변이(somatic variation)

  b. 생식변이(generative variation)

9) 원인에 의한 구별

  a. 선천적 변이(genetic variation)

  b. 후천적 변이(acquired variation)

10) 유래에 의한 구별

  a. 유발변이(induced variation)

  b. 환경변이(modification variation)

  c. 영양변이(vegetative variation)

  d. 교배변이(combination variation)

  e. 돌연변이(mutation)

11) 효과에 의한 구별

  a. 유용변이(useful variation)

  b. 무용변이(nonuseful variation)

  c. 유해변이(harmful variation)

12) 기타의 변이

  a. 영속적 환경변이:

  b. 기형변이

  c. 방황변이(fluctuation)

임목의 변이

 1.유전성변이(내적 소인에 의함)->원형

    a. 성과관계가 있는 것

      ㄱ. 타가수정에 의한 변이

      ㄴ. 자가수정에 의한 변이

    b. 성과 관계가 없는 것

       ㄱ. 돌연변이

       ㄴ. 아조변이

       ㄷ. 영양계에 의한 변이

 2. 비유전성변이(외적 소인에 의함)->표현형

    a. 연령에 의한 변이

    b. 방황변이

    c. 환경변이

    e. 지속적 환경변이

    f. 영양변이

    g. 기후순화 및 획득형질에 의한 변이

    f. 장해에 의한 변이

(2) 변이의 원인

* 생식세포에서 일어난 변이가 유전성을 가진다.

* 표현형=유전자형 x 환경

* 유전성변이->돌연변이, 교잡변이, 아조변이

* 환경변이->온도, 습도, 광선, 영양, 장소

3. 변이의 감별

* 임목의 유전성감식->차대검정(progeny test)

* 내병성, 내한성등의 형질은 특수한 환경 하에서만 그 특질을 발휘한다.(특성검정시험)

제6절 변이통계법

1. 측정의 통계치

(1) 변이의 대표치

* 변이의 대표치->최빈수(mode), 중앙치(median), 평균치(mean)

(2) 변이의 분포정도

* 표준편차 = RootΣ(xi-xbar)2/(n-1); xi=계급치, xbar=평균치, n=계급치의 총수

2. 통계치의 유의성 검정

* 유의성검정->표본이 가정한 모집단에서 추출되었다고 볼 수 있는가의 여부를 검정*

* 농학에서는 5%나 1%선을 유의성 검정수준으로 사용(일반적인 약소)

* 표본의 수를 증가하여 신뢰 확률을 높여 주어야한다.

3. 분산분석

* 변이의 평균치 차의 검정->2개집단의 경우 t-검정; 3개 이상이 있을 때는 분산분석

* LSD와 Duncan의 다중검정으로 유의차를 계산

4. 상관

* 두 변량간의 일차적 관계를 측정할 때 사용

* r=XY의공분산/rootXdmlqnstks x Y의 분산

* 형질간에 상관이 존재하는 경우

  1) 유전자의 연쇄가 있을 때

  2) 식물의 같은 생리적인 현상을 나타내는 경우

  3) 우연의 일치

* r=-1, 0, +1 상관계수