[재배학] 유전자의 상호 작용

---

1. 대립 유전자의 우성 관계

 

   (1) 완전 우성(Complete dominance)

      - 이형접합체에서 우성 형질만 나타남

      - F2의 표현형은 3 : 1 로 분리

      - 멘델의 실험에서는 모두 완전 우성이었음

 

   (2) 불완전 우성(Incomplete dominance)

      - 이형접합체가 양친의 중간 형질을 나타냄

      - F2의 표현형은 1 : 2 : 1 로 분리

      - 분꽃, 코스모스, 금어초의 꽃 색깔

 

   (3) 공우성(Codominance)

      - 이형접합체에 두 대립 유전자의 특성이 모두 나타남

      - F2의 표현형은 1 : 2 : 1 로 분리

      - 효소단백질의 아이소자임, 사람의 MN 혈액형

 

 

2. 복대립 유전자(Multiple Allele)

   - 2배체 생물(2n)은 개체마다 각 형질에 대한 대립 유전자를 2개씩 가지고 있음

   - 집단으로 보면 같은 유전좌에 여러 개의 대립 유전자가 있으며, 이를 복대립 유전자라고 함

   - 같은 유전자좌에서 반복적으로 돌연변이가 일어난 결과

 

   (1) 초파리의 눈

      - 붉은 눈은 에오신(Eosin) 눈 또는 흰 눈에 대하여 3 : 1 의 F2 분리비를 보임

      - 에오신 눈은 흰 눈에 대하여 3 : 1 의 F2 분리비를 보임

      - 붉은 눈, 에오신 눈, 흰 눈은 복수의 대립 관계를 표시하는 유전자

 

   (2) 사람의 ABO 혈액형

      - A와 B는 O에 우성

      - A와 B는 우열관계 없음

   

   (3) 작물의 '자가 불화합성'은 S 유전자의 복대립 유전자가 지배

      - 벼의 색깔에 대한 A와 C 유전자의 복대립 유전자들이 조합할 수 있는 유전자형은 60가지

      - 병충해에 대한 유전자도 복대립 유전자가 많음

      - 복대립 유전자의 기능에 대하여 완전 우성, 불완전 우성, 공우성이 나타남

 

 

3. 비대립 유전자의 우성관계

   - 원칙적으로 대립 유전자 간에 서로 영향이 없고 독립적

   - 경우에 따라 대립 유전자 간에 서로 형질 발현에 영향, 이것을 유전자 상호작용이라고 함

   

   (1) 양성 잡종(AaBb)에서 비대립 유전자 A와 B가 독립적일 때 F2의 표현형 분리비

        => A_B_ : A_bb : aaB_ : aabb = 9 : 3 : 3 : 1 

   

   (2) 상위성이 있는 경우에는 유전자 상호작용에 따라 여러 가지 분리비가 나타남

      <1> 보족 유전자(Complementary gene)

         => (9A_B_) : (3A_bb : 3aaB_ : 1aabb) = 9 : 7

         - 여러 유전자들이 함께 작용하여 한 가지 표현형이 나타남

         - 벼의 밑동 색깔, 스위트피의 꽃 색깔

      <2> 중복 유전자(Duplicate gene)

         => (9A_B_ : 3A_bb : 3aaB_) : 1aabb = 15 : 1

         - 같은 형질에 관여하는 여러 유전자들이 독립적으로 작용

         - 비 누적적이고, 서로 중복되어 있음

         - 냉이의 씨꼬투리모양

      <3> 복수 유전자(Multiple gene)

         => (9A_B_) : (3A_bb : 3aaB_) : (1aabb) = 9 : 6 : 1

         - 같은 형질에 관여하는 여러 유전자들이 누적 효과를 나타내며 작용

         - 관상용 호박의 모양

      <4> 억제 유전자(Inhibiting gene)

         => 3aaB_ : (9A_B_ : 3A_bb : 1aabb) = 3 : 13

         - 다른 유전자 작용을 억제하기만 함

         - 수수의 알갱이 색깔, 누에고치 색깔

      <5> 우성 상위(Dominant epistasis)

         => (9A_B_ : 3A_bb) : 3aaB_ : 1aabb = 12 : 3 : 1

         - 물질대사의  두 경로에서 A유전자가 작용하지 않을 때만 B유전자의 작용이 나타남 => 피복 유전자

         - 귀리 꽃의 외영색깔 , 호박의 과색

      <6> 열성 상위(Recessive epistasis)

         => (9A_B_) : 3A_bb : (3aaB_ : 1aabb) = 9 : 3: 4

         - A유전자가 있어야 B유전자의 작용이 나타남 => 조건 유전자

         - 현미의 종피 색깔 , 토끼의 털 색깔

 

---

반응형

---

 

4. 보족 유전자

   (1)  스위트피의 꽃 색깔

      - 꽃 색깔의 발현이 2개의 우성 유전자 C와 R의 공동 작용으로 나타남

      - 둘 중 어느 하나라도 없으면 무색

 

 

5. 조건 유전자

   (1) 토끼의 털 색깔

      - 회색(G)이나 흑색(B)의 털 색깔이 발현되기 위해서는 착색 유전자(C)의 존재가 조건

      - 착색 유전자(C)가 없으면 색깔 유전자에 관계없이 백색

      - 회색(G)과 흑색(B)은 조건 유전자

      - 부분적으로는 착색 유전자(C)와 회색(G) 또는 착색 유전자(C)와 색(B)의 관계는 일종의 보족 유전

 

 

    (2) 현미의 종피 색깔

       - 종피 색깔이 붉은 적색미는 색소원 C유전자(6번 염색체)와 활성 A유전자(1번 염색체)의 상호작용으로 나타남

       - 이 상호작용은 두 단계의 대사과정을 거치게 됨

 

 

       - 따라서 효소 C와 효소 A를 생성할 수 있는 유전자형 9 C_A_ 인 개체만 적색미

       - 효소 C만 생성할 수 있는 유전자형 3 C_aa 는 갈색미

       - 나머지 유전자형 3 ccA_ 와 1 ccaa 는 백색미

 

 

6. 피복 유전자

   - 대립 관계가 다른 2개의 우성 유전자가 우열관계를 보이는 것처럼 작용

   - 이때 우성처럼 작용하는 것을 상위 또는 피복 유전자라고 함

   - 열성처럼 작용하는 것을 하위라고 함

   - 위의 토끼의 털 색깔에서 회색(G)과 흑색(B)의 관계가 상위와 하위의 관계

 

   (1)  호박의 과색

      - 백색(W)은 녹색(w)에, 황색(Y)은 녹색(y)에 대하여 우성

      - 그런데 백색(W) 또한 황색(Y)에 대하여 우성처럼 작용 

      - 백색(W)과 황색(Y)은 대립 유전자가 아니라 서로 대립관계가 다른 2개의 우성 유전자

      - 백색(W)이 상위, 황색(Y)이 하위

 

 

★ 요점 정리 

   - 대립 유전자 간 관계 : 열성과 우성

   - 비대립 유전자 간 관계 : 상위성과 하위성

 

 

7. 억제(억압) 유전자

 

   (1) 누에고치의 색깔

      - 황색(Y)은 흰색(y)에 대하여 우성 유전자

      - 특별한 형질 발현 없이 황색(Y)의 발현을 억압하는 또 다른 우성 유전자(I)가 존재

      - 독자적 형질 발현 없이 다른 우성 유전자의 형질 발현을 억압만 하는 유전자를 억압 유전자라고 함

 

 

8. 변경 유전자

   (1) 주동 유전자 : 형질 발현에 주동적으로 작용

   (2) 변경 유전자 : 주동 유전자의 작용을 증대 또는 감소시키도록 작용하는 유전자

   (3) 주동 유전자가 없으면 변경 유전자의 작용도 나타나지 않음

   - 쥐털의 흰 반점의 크기, 초파리의 눈 색깔의 농담

   - 벼의 조기 출수를 지배하는 주동 유전자 Ef1에 변경 유전자 ma와 mb

 

 

9. 치사 유전자

   - 어떤 유전자가 호모 상태로 존재할 때 그 배우자나 개체를 죽게 작용되는 유전자

 

   (1) 생쥐의 털 색깔

      - 황색(Y)은 흑색(y)에 대하여 우성

      - 그런데 황색 중에서 YY 호모 상태의 개체는 죽음

      - 따라서 생쥐의 털 색깔이 황색인 개체는 Yy 헤테로 상태로만 존재 

 

 

10. 동의 유전자

   - 하나의 형질 발현에 대하여 같은 방향으로 작용하는 우성 유전자가 2개 이상 관여

   - 작용하는 방식에 따라 크게 두 가지

 

   (1) 중복 유전자

      - 냉이의 꼬투리 모양

      - C 와 D는 단독 또는 공동으로 부채꼴을 나타내는 유전자, c 와 d 모두 창꼴을 나타내는 유전자

         => C 와 D는 동의 유전자

      - 작용이 비누적적이고 서로 중복

 

 

   (2) 복수(양적) 유전자

      - 밀알의 색깔

      - A, B, C 3개의 우성 유전자의 수에 비례해서 붉은 색깔이 진해짐

         => A, B, C 는 동의 유전자

      -  A, B, C 3개의 우성 유전자 모두 같은 방향(눈 색깔 붉게) 누적적 작용

      - 동의 유전자의 대부분이 이에 해당

 

 

 

11. 양적 형질과 폴리지인계

 

   (1) 양적 형질

      - 길이, 무게 , 크기 등과 같이 계측, 계량에 의해 표시되는 형질

      - 재배 이용상 중요한 형질 대부분이 이에 해당

      - 양적 형질의 유전적 분리는 연속 변이의 형태가 대부분

      - 연속 변이는 여러 동의 유전자의 누적적 효과에 의해 표시

 

   (2) 폴리지인(Polygene)계

      <1> 기본 개념

         - Mather(1949)

         - "작용 방향과 지배가가 같고, 상가적으로 작용하되 개개의 작용력이 환경 변이보다 약한 여러 개의 소 유전자"를 가정

            => 1군의 폴리지인을 폴리지인계라고 함

         - 양적 형질의 연속적인 유전 분리를 폴리지인계에 의한 작용으로 봄

         - 연속 변이의 표시에 적용

      <2> 작용력 분석

          - 동의 유전자의 작용력이 환경 변이보다 크기 때문에 형질 분리를 보고 유전자 분석을 할 수 없음

          - 반면에 폴리지인의 작용력은 환경 변이에 덮이게 되므로 멘델식 방법으로는 힘듦

          - 통계적 방법에 근거한 분석이 필요함

          - 유전력이 높은 형질은 표현형 변이 중에서 유전적 요인의 비중이 크다는 의미

             => 형질이 환경에 의하여 변화하지 않는다는 것이 아님

 

 

12. 유전자의 형질 발현

 

   (1) 다면적 발현

      - 동의 유전자의 발현과 반대로, 1개의 유전자가 여러 개의 형질 발현에 관여하는 경우

      - 보리의 와성 유전자 : 초엽장, 제일 엽장, 간장, 수장, 잎장 등을 모두 짧게 하는 유전자

      - 벼의 11번 염색체 E유전자 : 유수분화기를 빠르게 하는 동시에, 주간 엽수를 적게 하는 유전자

 

 

   (2) 간섭 현상 : 염색체 교차에 의한 간섭과 다름

      - 피복 유전자, 억압 유전자, 보족 유전자 등의 경우를 함께 살펴보면,

         => 한 유전자의 형질 발현에 다양한 방식으로 서로 영향을 끼침

      - 이런 현상을 유전자의 간섭이라고도 함

   

   (3) 환경조건 따른 형질 발현

      <1> 앵초의 꽃색

         - 29 ~ 30℃ 다습한 온실 : 흰색 꽃 개화

         - 20℃ 노지 : 담홍색 꽃 개화

 

---