유전학

1. 개요[편집]

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遺傳學 / Genetics

유전 현상의 해명을 목적으로 하는 생물학의 한 분야. 유전자가 형질을 발현하는 때의 조절 기구, 유전자 본체의 물리적·화학적 성질, 생물 집단이 가지는 유전자군의 변화 등을 연구 대상으로 하여 많은 분과로 나뉜다. 유전자를 이루는 DNA와 RNA를 좀 더 깊게 이해하기 위해 분자생물학 과목과 합쳐 가르치는 경우도 있으며 생화학에서도 상당 부분을 다룬다.

주 분야로는 멘델 유전, 집단 유전학(하디-바인베르크의 법칙 등) 등이 있으며, 고교 교육과정인 생명과학Ⅰ과 생명과학Ⅱ에도 유전이 나온다. 생명과학Ⅰ 에는 멘델의 유전법칙이나, 연관/교차[1]를 혼합한 형태, 가계도 분석 등이 나오고, 생명과학Ⅱ에는 집단 유전학(하디-바인베르크의 법칙 등)이나 전사와 번역, 유전자 발현과 조절, 유전 정보 해독, 원핵세포와 진핵세포의 전사조절, 유전자 발현과 발생 등이 나온다.

멘델 유전에 대한 자세한 내용은 멘델의 법칙 중 완두콩 유전 실험을 참고하면 된다.

참고로 식물학과 연계해서 라운드업 레디[2] 같은 재조합[3] 식물, 일명 GMO등에도 이용할 수 있으며, 사회적으로는 친자 검사, 살인사건, 성폭력 사건에 대한 증거 자료 확보에도 쓰인다.

생명공학전공에서는 대체로 2학년에 배우며, 이것은 3학년에 배우는 면역학의 기초가 된다.

2. 유전되는 과정[편집]

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자녀 세대가 부모 세대를 닮는 현상. 모전자전의 과학적 근거이다. DNA가 유전자를 이루고 그것이 염색체와 미토콘드리아에 들어있어서 정자, 난자를 통해 자손을 맺으면서 나타난다. 부모의 특정한 형질이 자식에게 유전되는데 유전자에 문제가 생기면 유전병이 나타난다. 고대인부터 부모를 닮은 자식을 통해 어렴풋이 개념을 알았고 이후 멘델의 유전법칙 등으로 형질의 유전에 대해 알게 되었으며, 유전물질을 규명하는 등 유전에 대해 더 많은 것을 알아가고 있다. 그외에도 정자와 난자, 자궁, 체세포분열, 감수분열, 혈액형, ptc 미맹 염색체 등도 마찬가지로 많은 생물학자들이 연구하면서 보다 많은 정보를 얻었다.

본성 vs 환경 논쟁까지 있을 정도로 유전은 매우 중요하다. 사실 유전은 우리가 아는 거의 모든 행동에 유의미한 영향을 끼친다.[출처]

보통 같은 피가 흐른다는 표현을 쓰지만 당연하게도 갓 태어난 신생아조차도 정상적인 경우 부모와 자식간에 피는 전혀 섞이지 않는다. 애초에 섞이면 혈액형에 따라 사망할수도 있고 신생아 용혈증이 일어날 수도 있어 위험하다. 하지만 이만큼 유전이란 것을 대중적으로 쉽게 표현할수 있는 게 없기에 피에 빗댄 비유는 동서고금을 막론하고 자주 쓰인다.

일반적으로 대략 부모와 자식간에는 유전자의 50%(절반)을 공유한다고 보면 된다. 예를 들어 엄마와 자식은 1/2, 손자와 할아버지는 그 제곱인 1/4, 증조부와는 세제곱인 1/8. 생각보다 공유하는 정도가 크지 않다. 10세대만 지나도 남남과 큰 차이가 없다. 미토콘드리아의 유전자 같은 경우 어머니의 것만 유전된다.

3. 우리 몸의 많은 부분을 결정하는 유전자[편집]

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유전학이 발전할수록 우리 몸에서 유전자가 많은 역할을 하고, 많은 특성을 드러낸다는 것이 밝혀지고 있다. 내성적, 외향적, 사교적, 모험심 등의 취미도 유전에 따라서 결정되는 것으로 알려져 있고, 목소리, 외모, 지능, 노력, 성실함, 게으름, 예체능 및 재능도 유전의 역할이 크다고 한다. 예를 들어 비만의 경우에도 이전에는 개인의 관리부족, 자제력부족을 탓하는 경우가 많았으나, 현대의학의 발전으로 비만에 직접 관여하는 유전자가 매우 많다는 것이 속속 밝혀지고 있다.#

특히, 홧병, 조울증도 유전되는데, 엄마의 홧병, 조울증 같은 경우 딸에게 50~70퍼센트 유전된다고 한다. 이건 우리에게 즐거움을 주고, 고통과 괴로움을 줄여주는 세로토닌 같은 호르몬을 유지, 조절하는 역할을 하는 유전자가 적으면 자신의 감정을 잘 통제하지 못한다고 한다.

하지만, 유전자가 이렇게 많은 특성을 드러내고, 역할을 한다고 해서 모든 것을 결정하는 것은 아니고, 30~40% 정도의 부분을 차지하고, 나머지는 환경과 교육에 의해서도 많은 영향을 받는다고 한다.

4. 유전율[편집]

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생물의 어떤 특성이 나타날 때 유전자가 거기 관여하는 비율이라는 오해가 많으나, 진짜 뜻은 두 개체군 사이에서 나타나는 형질 차이에 유전자가 기여하는 비율이다. 처음 설명과 뭐가 다른지 의아해할 수도 있는데, 예를 들어보면 "사람이 가진 눈알 개수"의 유전율은 거의 0% 다. 거의 모든 사람은 태어날때 2개의 눈을 가지고 태어난다. 만약 두 개체(들)의 (평균) 눈알 개수가 다르다면 그건 아마 후천적인 부상 때문일것이다. 그러므로 이 차이는 유전자로는 설명되지 않으며, 유전율은 0%다. 애초에 "특성에 유전자가 관여하는 비율" 자체가 매우 모호하며 제대로된 정의가 되지 않는다. 엄밀히 말하자면 "키의 70%는 유전" 같은건 말이 안 되는 소리다. "사람들 간에 키 차이의 70%는 유전자 탓" 이라는 말이 더 올바르다. 다만 유전율이 높은 형질일 수록 환경으로는 어떻게 하기 힘든 "타고나는 형질"인건 맞다. 예를 들어 눈동자 색깔의 유전율은 99% 이상인데, 자기가 가진 눈동자 색깔이 마음에 안 든다면 렌즈를 끼거나 다시 태어나야 한다.

유전자는 우리가 아는 거의 모든 행동에 영향을 주기 때문에 유전율을 아는 것은 매우 중요하다. 유전율을 알아내는 방법은 보통 2가지로 나눌 수 있는데 각각 보자면[4]

1. 일란성 쌍둥이와 이란성 쌍둥이를 비교하여 알 수 있다. 일란성 쌍둥이는 유전적으로 생김새가 분간하기 어려울 정도로 똑같은 사람인데 반해 이란성 쌍둥이는 유전적으로 서로 성격이 다르다. 그렇기 때문에 일란성 쌍둥이가 이란성 쌍둥이에 비해 어떤 특성을 더 많이 공유할수록 그 특성의 유전율이 높다.

2.입양아를 연구하여 알 수 있다. 입양아들은 유전적 요소는 친부모에게 물려받지만 환경적 요소는 대부분 양부모에게서 물려받는다.[5][6] 그래서 다 큰 입양아가 가진 어떤 특성이 친부모와 닮은 것일수록 그 특성의 유전율이 높다.

유전율의 예로는 비만 50%, 고혈압 80%, 우울증 30%, ADHD 70%, 키 80%[7][8], 성인기의 IQ 80%, 신앙심[9] 30% 정도 된다.

5. 교재[편집]

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• 벤저민 A. 피어스, <유전학의 이해>: 유전학의 대표적인 교재. <유전학 입문>이라는 동일 저자의 쉬운 버전의 교재도 존재한다.
• 릴런드 H. 하트웰, : 피어스 저에 버금가는 유전학 교재. 피어스 저와 마찬가지로 <하트웰의 유전학>이라는 동일 저자의 쉬운 버전의 교재도 존재한다.

6. 연관 문서[편집]

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• 그레고어 멘델
• 격세유전
• 돌연변이
• 교차
• 연관
• p-해킹
• DNA
• eDNA
• 유전자 검사
• 우성인자와 열성인자
• PCR
• 유전병
• 유전 알고리즘
• 유전자
• 유전공학
• 이동성 유전인자(transposon)
• 하디&바인베르크의 법칙
• 후성유전
• 생명과학Ⅰ
• 생명과학Ⅱ
• 발생학
• 품종
• CRISPR