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 형질전환식물의 안정성 — 유전자 운반체와 선발 표지
형질전환식물은 외부에서 도입한 유전자가 식물체에 안정적으로 통합되어 발현되도록 만드는 과정에서 운반체와 선발 표지의 선택이 중요하다고 본다. 쌍자엽 식물에서는 아그로박테리움의 Ti 플라스미드가 가장 널리 이용된다고 정리한다. 성공한 형질전환을 확인하기 위해 GUS와 같은 표지 유전자를 사용하여 시각적으로 선발한다는 사실을 기억한다.
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시험에 이렇게 나온다
출제기준 단원 「형질전환식물의 안정성」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 쌍자엽 운반체 선택 | 1 | 쌍자엽 식물에 적합한 유전자 운반체를 고르는 능력 |
| 표지유전자 발색 결과 판정 | 1 | GUS와 X-GLU 반응으로 형질전환 여부를 판별하는 능력 |
| 형질전환 과정 순서 판단 | 1 | 유전자 클로닝부터 재분화까지의 절차 순서를 이해하는 능력 |
뜻
형질전환 육종은 목적 유전자의 분리와 클로닝으로 시작하여 벡터에 도입한 뒤 식물 세포에 전달하고, 형질전환 캘러스를 선발하여 재분화하여 식물체를 얻는 일련의 흐름으로 진행한다. 이 순서는 유전자 클로닝 → 벡터 도입(재조합) → 형질전환 캘러스 선발 → 식물체 재분화로 요약한다.
쌍자엽 식물의 형질전환에서 가장 보편적으로 이용되는 유전자 운반체는 아그로박테리움(Agrobacterium)의 Ti-plasmid이다. Ti-plasmid의 T-DNA 영역은 숙주 식물 게놈으로 이동하여 유전자 통합을 유도하므로 쌍자엽 식물에 적합한 벡터로 사용한다. 반대로 E. coli, 제한효소, 바이러스 외투단백질 등은 운반체 기능과는 구분되는 역할을 한다고 본다.
형질전환 선발에는 표지 유전자를 이용한다. 대표적인 표지 유전자인 GUS(β-glucuronidase)는 배지에 X-GLU를 첨가하면 GUS 효소가 이를 분해하여 청색 침전물을 생성하므로 형질전환된 세포는 청색으로 발색한다. 이와 같이 표지 유전자의 발현 양상으로 재조합의 성공 여부를 시각적으로 판정할 수 있다.
형질전환 기술의 역사적 사례도 개념 이해에 도움을 준다. 세계 최초의 상용화된 GMO 토마토인 'Flavr Savr'는 숙성 지연을 목표로 폴리갈락투로니다아제(PG) 유전자의 발현을 억제하는 안티센스 DNA 기술을 이용하여 개발되었다. 이러한 사례는 기술의 원리와 응용 결과를 연결하여 기억하기에 유용하다.
예제
예시 1: 쌍자엽 식물에 유전자를 도입하려면 아그로박테리움의 Ti-plasmid 기반 벡터를 선택한다. 벡터에 목적 유전자를 삽입한 뒤 식물 조직에 도입하면, 항생제 선발이나 표지 유전자 반응으로 형질전환 캘러스를 골라낸다.
예시 2: 형질전환 여부를 빠르게 확인하려면 GUS 표지 유전자를 사용하고 배지에 X-GLU를 넣어 청색 발색을 확인한다. 청색이 나타난 집단이 재조합을 성공적으로 발현한 개체로 판정한다.
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
- 쌍자엽 식물 형질전환에 가장 널리 쓰이는 운반체는 무엇인가?
- 아그로박테리움의 Ti-plasmid을 가장 널리 이용한다. Ti-plasmid의 T-DNA 영역이 식물 게놈으로 이동하여 유전자를 통합하므로 쌍자엽 식물 형질전환의 표준 벡터 역할을 한다.
- 형질전환 세포를 식별하기 위해 GUS 표지유전자를 사용하면 어떤 결과가 나타나나?
- 배지에 X-GLU를 첨가하면 GUS 효소가 이를 분해하여 불용성 청색 침전물을 생성하므로 형질전환된 세포는 청색으로 발색한다.
- 형질전환 육종의 기본 절차는 어떻게 되는가?
- 기본 절차는 목적 유전자의 클로닝으로 시작하여 벡터에 도입하고 형질전환 캘러스를 선발한 뒤 재분화하여 식물체를 얻는 순서로 진행한다.
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