개념 한 쪽
근친교배는 혈연관계가 가까운 개체끼리 짝짓기하는 방법이다. 유전자를 순수하게 고정하는 데 쓰이지만, 동시에 유전적 다양성을 줄여 생산능력을 떨어뜨리는 위험을 안고 있다. 목적과 부작용을 함께 이해해야 한다.
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출제기준 단원 「근친 교배의 이용」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 목적과 부작용 대조 | 1 | 근친교배 이용 목적에 들지 않는 항목 가리기 |
| 근교계수 상승률 계산 | 1 | 불균형 성비 집단의 유효 개체수와 상승 정도 구하기 |
| 근교계수 정의 판별 | 1 | 근교계수 설명 중 유사도 서술을 옳지 않은 것으로 가리기 |
근친교배는 혈연관계가 가까운 개체끼리 교배시키는 방법이다. 이 방법을 쓰면 자손이 부모로부터 같은 유전자를 물려받을 확률이 높아져 동형접합체의 비율이 높아지고 이형접합체의 비율은 낮아진다. 유전자형 빈도에 영향을 주며 근교계수는 증가한다.
근친교배의 이용 목적은 원하는 유전자를 순종으로 고정하거나, 혈연관계가 높은 자손을 얻거나, 근교계통을 만들어 서로 교배시켜 잡종강세를 얻기 위한 준비 단계로 쓰는 것이다. 반면 생산능력을 높이기 위한 목적으로는 쓰지 않는다.
근친교배는 해로운 열성 유전자가 발현될 확률을 높여 번식력이나 생산능력을 떨어뜨리는 근교쇠약을 일으킨다. 항상 우수하거나 강건한 자손을 생산한다고 볼 수 없고, 잡종강세는 오히려 감소한다.
근교계수는 한 개체가 부모로부터 물려받은 두 대립유전자가 공통 조상으로부터 유래하여 동일전수유전자일 확률을 나타낸다. 동형접합 비율이나 공통 선조 유전자 복제 확률과 연결되지만, 두 개체 간 유전자형의 유사도는 근교계수가 아니라 관계계수의 영역이다.
집단의 근교계수 상승 속도는 유효 개체수로 구한다. 수컷과 암컷 수가 불균형하면 유효 개체수가 수컷 수에 좌우되어 근친교배가 빨라진다. 닭에서는 평균 근교계수가 50% 이상일 때 근교계통으로 인정한다.
번식용 수컷이 세 마리, 암컷이 백 마리로 구성되어 외부 유입 없이 운영되는 집단을 임의 교배로 유지한다고 하자. 이때 유효 개체수 공식 4 × (수컷 수 × 암컷 수) ÷ (수컷 수 + 암컷 수)를 적용하면 4 × 300 ÷ 103 ≒ 11.65가 된다. 한 세대마다 근교계수가 얼마나 오르는지는 1 ÷ (2 × 11.65) ≒ 0.042로 계산되어 약 4% 수준이다. 번식에 참여하는 수컷이 줄수록 유효 개체수가 작아져 상승 폭이 커진다.
같은 부모에서 태어난 암수 사이의 짝짓기를 세 세대 이어서 하면 근교계수는 50%에 이른다. 형제자매 사이의 교배 한 번에 25%씩 쌓이는 것으로 보고 누적한 값이다. 한편 동형접합체의 비중을 끌어올리는 교배법을 고르라는 문항도 나오는데, 여기서 정답은 근친교배이며 잡종교배는 이형접합체를 늘리는 쪽이라 답이 되지 않는다.
집단내 동형접합체(homozygote)의 비율을 높게 하고 이형 접합체(heterozygote)의 비율을 낮게 하는 교배법은?
정답 ④ · 질문은 동형접합 비율을 높이고 이형접합 비율을 낮추는 교배법을 묻고 있다. 근친교배는 혈연이 가까운 개체 간 교배로 동형접합도를 증가시켜 유전적 균일성을 높이는 효과가 있으므로 해당 목표에 부합한다.
근친교배는 혈연이 가까운 개체 간 교배로, 동형접합체를 증가시켜 유전적 균일성을 높이는 방법이다.
수컷 3두, 암컷 100두인 폐쇄집단을 무작위 교배매세대 유지할 때 근교계수가 매세대 상승하는 정도는 얼마인가?
정답 ② · 문항은 성비가 불균형한 폐쇄집단에서 매세대 근교 계수(근교계수)의 상승률을 묻고 있다. 우선 유효 개체수 Ne는 Ne = 4NmNf/(Nm + Nf) 공식을 사용하여 계산한다(여기서 Nm=수컷, Nf=암컷).
유효 개체수(Ne) 계산 후 근교계수 상승률(ΔF)은 1/(2Ne) 공식을 적용하여 4%가 된다.
근교계수를 설명한 것 중 옳지 않은 것은
정답 ③ · 근교계수(Coefficient of Relationship)는 상동 염색체 상의 유전자가 동일전수유전자(Identical by Descent)일 확률을 의미하며, 두 개체 간의 유전적 유사성을 나타내는 지표입니다. 1번과 4번은 근교계수의 정의와 관련된 옳은 설명이며, 2번 역시 공통 선조로부터 유전자를 물려받을 확률과 관련됩니다.
근교계수는 동일전수유전자일 확률이므로, 단순한 유전자형 유사도나 표현형 유사도를 설명하는 것은 옳지 않다.
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