GMO로 불리는 다음의 형질전환 품종 중 세계적으로 가장 널리 재배되고 있는 것은?
- 내충성 토마토
- 내병성 옥수수
- 품질개선 목화
- 제초제 저항성 콩
정답과 해설 보기
정답 ④ · 문항은 세계적으로 가장 널리 재배되는 형질전환(GMO) 품종을 묻고 있다. 제초제 저항성 콩은 농업적으로 널리 보급된 형질전환 작물의 대표적 사례로 전 세계적으로 재배 면적이 큰 품목이다.
개념 한 쪽
종자기사 형질전환식물육종의 실제 — 형질전환 원리와 도구
형질전환은 재조합 DNA를 식물 세포에 도입하여 새로운 형질을 발현시키는 방법으로, 생식 과정을 거치지 않고 직접 유전자를 전달하는 특징을 가진다. 형질전환의 성공에는 적절한 유전자 운반체와 분자생물학적 도구, 그리고 실험 절차의 순서 이해가 필요하다.
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시험에 이렇게 나온다
출제기준 단원 「형질전환식물육종의 실제」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 형질전환 정의 판단 | 1 | 재조합 DNA 도입과 생식 과정 부재로 형질전환을 식별하는 능력 |
| cDNA 구축 절차 | 1 | cDNA 라이브러리 구축 시 우선 순위로 mRNA 추출을 고르는 능력 |
| 쌍자엽 운반체 판별 | 1 | 쌍자엽식물 형질전환에 적합한 유전자 운반체를 가르는 능력 |
뜻
형질전환 기술은 외부 유전자를 식물 세포에 넣어 새로운 형질을 발현시키는 방법으로 정의한다. 이때 핵심은 재조합 DNA를 세포에 직접 넣는 점이며, 생식 과정(교배나 수정)을 통하지 않는다는 점으로 다른 육종 기법과 구별한다. 따라서 'DNA 도입'과 '생식 과정 부재'라는 두 키워드를 연관지어 기억한다.
형질전환을 수행할 때는 유전자를 운반하는 벡터가 필요하다. 쌍자엽식물의 경우 아그로박테리움 유래의 Ti-plasmid가 표준 운반체로 널리 이용된다. Ti-plasmid은 식물 세포에 자신의 일부 DNA를 삽입하는 능력을 가지고 있어 원하는 유전자를 삽입하여 안정적으로 전달하는 기능을 수행한다.
분자생물학적 단계와 효소의 역할을 이해해야 형질전환 관련 실험 절차를 정확히 수행한다. 예를 들어 cDNA 라이브러리를 만들려면 먼저 mRNA를 추출해야 하며, cDNA 합성에는 역전사효소가 필요하다. 유전자 조작에서 주로 사용하는 효소는 DNA를 절단하는 제한효소, 조각을 이어붙이는 리가아제, DNA 합성을 담당하는 DNA 중합효소로 정리한다.
형질전환 기술의 실제 적용 사례를 통해 원리를 확인할 수 있다. 예를 들어 최초 상용화된 GMO 토마토인 '플레이버세이버'는 숙성 지연을 위해 특정 효소 유전자의 발현을 억제하는 안티센스 전략을 사용했다. 이러한 사례는 분자적 접근이 작물의 특정 형질 조절에 어떻게 이용되는지를 보여준다.
예제
문제 유형 예시는 다음과 같다. 재조합 DNA를 식물 세포에 직접 도입하고 생식 과정을 거치지 않는 기술을 묻는 문제에서는 형질전환을 정답으로 선택한다. cDNA 라이브러리 구축 순서를 묻는 문제에서는 mRNA 추출이 우선이고 역전사를 통해 cDNA를 합성하는 흐름을 확인한다. 쌍자엽식물의 유전자 운반체를 묻는 문제에서는 Ti-plasmid를 고르면 정답이 된다.
대표 기출 3문항
쌍자엽 식물에서 가장 널리 이용하고 있는 유전자 운반체는?
- E. coli
- 바이러스의 외투단백질
- Ti - plasmid
- 제한효소
정답과 해설 보기
정답 ③ · 문항은 쌍자엽 식물에 유전자 도입 시 가장 널리 쓰이는 운반체를 묻고 있다. 식물 형질전환에서 흔히 사용하는 방법은 Agrobacterium의 Ti 플라스미드를 이용한 벡터 시스템으로, 특히 쌍자엽 식물에 적용이 용이하다.
쌍자엽 식물의 유전자 도입에 가장 널리 쓰이는 운반체는 Ti 플라스미드이며, E. coli는 세균, 제한효소는 효소이다.
쌍자엽식물 형질전환에 가장 널리 이용하고 있는 유전자 운반체는?
- E. coli
- 바이러스의 외투단백질
- Ti-plasmid
- 제한효소
정답과 해설 보기
정답 ③ · 문항은 쌍자엽식물 형질전환에 가장 널리 쓰이는 유전자 운반체를 묻고 있다. 아그로박테리움의 Ti-plasmid는 T-DNA를 식물 게놈에 통합시키는 능력으로 쌍자엽식물 형질전환의 표준 벡터로 널리 사용된다.
쌍자엽식물 형질전환의 표준 운반체는 아그로박테리움의 Ti-plasmid이다.
자주 묻는 물음
- 형질전환과 세포 융합은 어떻게 다른가?
- 형질전환은 재조합 DNA를 식물 세포에 도입하여 새로운 유전자를 발현하게 하는 기술이고, 세포 융합은 원형체 상태의 세포를 합쳐 세포 자체를 결합하는 기술로 목적과 방법이 다르다.
- cDNA 라이브러리 구축에서 가장 먼저 해야 할 일은 무엇인가?
- cDNA를 합성하기 위해 먼저 세포에서 mRNA를 추출하는 것이 선행되어야 하며, 추출된 mRNA를 주형으로 역전사효소를 사용해 cDNA를 합성한다.
- 쌍자엽식물의 형질전환에 널리 쓰이는 운반체는 무엇인가?
- 쌍자엽식물의 형질전환에는 아그로박테리움 유래의 Ti-plasmid가 표준 유전자 운반체로 가장 널리 이용된다.
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