개념 한 쪽
유전자지도는 유전자들 사이의 상대적 거리를 재조합 빈도를 기준으로 나타내는 지도이다. 물리지도와 구분하여 cM 단위로 표기하고, 재조합 빈도인 조환가를 통해 유전자 간 연관 정도와 선발 전략을 결정하는 데 활용한다.
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출제기준 단원 「유전자지도 상의 거리」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 염색체 지도 활용 장점 판단 | 1 | 염색체 지도를 선발 집단 규모 결정에 활용하는 이유를 묻는 유형 |
| 연관이 새로운 조합 빈도에 미치는 영향 | 1 | 연관 유전 시 새로운 고정형 조합 출현 빈도가 독립유전과 비교해 어떻게 변하는지 묻는 유형 |
| 연관 정도 측정 방법 식별 | 1 | 유전자 간 연관 정도를 재조합 빈도로 표기하는 조환가 개념을 묻는 유형 |
유전자지도는 유전자들 사이의 상대적 거리를 재조합 빈도에 의해 표시한 지도이다. 단위로는 센티모건(cM)을 사용하며, 재조합이 자주 일어날수록 유전적 거리가 멀다고 해석한다.
조환가(recombination frequency)는 두 유전자 사이에서 재조합이 일어나는 비율을 말한다. 조환가는 연관의 정도를 수치화하는 지표로 쓰이며, 조환가가 낮을수록 두 유전자는 서로 가깝게 위치해 연관이 강하다고 본다.
물리지도는 염기서열상의 실제 물리적 거리를 나타내며 단위로 bp(염기쌍)를 사용한다. 유전적 거리(재조합 기반)와 물리적 거리는 항상 일치하지 않으며, 재조합 빈도가 높은 구간이 물리적으로 가까울 수도 있고 그 반대일 수도 있다.
유전자지도의 실용적 활용은 육종 계획과 선발 과정의 효율화에 있다. 염색체 지도가 알려주는 상대적 거리를 바탕으로 표식 유전자를 이용한 마커 보조 선발(MAS)과 같은 방법으로 필요한 선발 집단 규모를 산정하고 선발 효율을 높인다.
유전자지도의 기초는 같은 염색체 위에 위치한 유전자들의 연관과 감수분열 시의 교차 빈도(교차율)이다. 연관군 수는 반수체 수(n)와 동일하므로 체세포 염색체수가 주어지면 연관군 수를 쉽게 계산할 수 있다.
유전자지도의 거리는 재조합 빈도에 비례하는 개념이므로, 두 유전자의 조환가가 낮으면 유전적 거리가 짧아 연관이 강하다고 판단한다. 예를 들어 어떤 형질들의 재조합 빈도를 측정하여 조환가를 산출한 뒤, 그 값을 cM 단위로 환산하여 유전자지도를 작성하는 흐름을 떠올려야 한다.
물리지도와의 비교 문제에서는 단위를 확인하는 방식으로 접근한다. 유전적 거리는 cM, 물리적 거리는 bp로 표시된다는 점을 근거로 선지를 판단한다. 또한 연관군 수 계산 문제는 2n 값이 주어지면 반수체 n을 구하여 연관군 수로 연결하면 해결할 수 있다.
육종에 있어서 염색체 지도 활용의 장점은?
정답 ② · 염색체 지도(유전자 지도)는 염색체상의 유전자들 사이의 상대적인 거리와 위치를 나타냅니다. 이를 활용하면 목표 형질과 연관된 유전자의 위치를 파악할 수 있어, 육종 과정에서 필요한 최소 집단의 규모를 결정하거나 표식 유전자를 이용한 선발 효율을 높일 수 있습니다.
염색체 지도는 유전자 간 상대적 거리를 알려주어 육종 시 필요한 최소 선발 집단 규모 결정에 활용된다.
자가수정 작물에서 두 유전자가 연관되어 있을 때 각 분리세대에서 나타나는 새로운 고정형 조합(homozyous plant)의 빈도는 독립 유전하는 경우와 비교하면 어떻게 되겠는가?
정답 ② · 이 문제는 자가수정 작물에서 두 유전자가 연관되어 있을 때 새로운 고정형 조합의 빈도가 독립 유전일 때와 비교해 어떻게 변하는지를 묻는다. 연관(결합) 유전에서는 부모형 조합이 유지되는 경향이 강해 교차(recombination)가 적을수록 새로운 조합이 만들어질 확률이 낮아진다.
연관 유전은 부모형질 조합이 유지되므로, 새로운 형질 조합의 빈도는 독립 유전보다 낮아진다.
유전자 분석(gene analysis)이란 육종대상 형질에 관여하는 유전자의 수나 위치, 그리고 이들의 상호관계를 분석하는 것이다. 연관의 정도를 알아보는데 사용하는 검정법 중 가장 적합한 것은?
정답 ③ · 식물육종학에서 유전자 간의 연관 정도를 확인하기 위해 실시하는 통계적 검정법을 묻는 문제입니다. F2 세대 등에서 특정 형질들의 분리비율을 조사할 때, 두 형질이 독립적으로 유전되는지 아니면 염색체 상에 가까이 위치하여 함께 유전되는 연관현상이 있는지를 판단해야 합니다.
유전자 간의 연관 정도는 재조합 빈도인 조환가(recombination frequency)를 계산하여 수치화하여 검정한다.
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