<유전학>
자식이 부모를 닮는 것으로, 부모가 가지고 있는 DNA가 반반씩 혼합되어 자식에게 전달되는 매우 경이로운 생명현상이 발생 하는데 이를 우리는 '유전(Heredity)'라 칭한다. 유전학이란 이전 유전 현상이 일어나는 과정을 밝히는 연구에서부터 시작되었고, 세포생물학에서부터 분자생물학, 집단 유전학에 이르기까지 넓은 영역을 포함하고 있다.
이런 유전학은 1866년 '멘델의 유전법칙'의 발견으로부터 시작된다. 1900년에 이 법칙은 재확인되었고, 1944년 에이버리(Oswald Avery) 등이 유전 현상을 일으키는 물질이 DNA임을 밝혀내고, 왓슨(James Watson)과 크릭(Francis Crik)이 그 구조를 규명하면서 분자 크기의 단위인 이 DNA를 이용한 각종 연구로 인해 '분자유전학'의 시대가 열리게 되었다.
<유전학의 분야>
1. 큰 범주의 세 분야
- 전달 유전학(Trans-mission genetics) : 다음 세대로 유전자가 전달되는 부분과 염색체에 대한 부분을 다루는 분야
- 분자 유전학(Molecular genetics) : 유전물질의 구조와 기능에 대해 다루는 분야
- 진화 유전학(Evolutionary genetics) : 진화적인 변화의 기작에 대해 다루는 분야
2. 유전 현상으로 나뉘는 분야
- 집단 유전학 : 멘델의 유전학과 집단에 존재하는 유전자들의 분포 및 유전자와 유전형의 빈도 등을 다루는 분야
- 세포 유전학 : 염색체의 구조와 기능에 대해 다루는 분야
- 분자 유전학 : 분자 수준의 유전자에 대해 다루는 분야
- 의학 유전학
<멘델 유전법칙>
1. 우열의 법칙
: 생물의 특징을 나타내는 유전형질은 우성과 열성으로 표현할 수 있으며, 우성유전자가 열성유전자를 지배하여 발현되기 때문에 우열의 법칙이라고 한다.
2. 분리의 법칙(멘델의 제1 법칙)
: 분리의 법칙은 한 쌍의 대립유전자가 각각 분리되어 다음 세대에 전달되는 현상으로 우성과 열성의 형질이 3:1의 비율로 분리되어 표현형으로 나타나는데, 이는 두 이형접합체의 자식에 있어서의 특징이다.
3. 독립의 법칙(멘델의 제2 법칙)
: 독립의 법칙은 다른 형질을 나타내는 유전자들은 우열의 법칙과 분리의 법칙을 만족하면서 서로 간섭하지 않는 것으로, 예를 들면 완두콩의 모양을 결정하는 유전자와 색깔을 결정하는 유전자는 독립적으로 작용하는 것을 볼 수 있다.
<집단 유전학>
집단유전학(Population genetics)은 멘델의 유전법칙과 다윈의 자연선택설이 생물 통계적 방법에 의해 결합하여 성립한 것으로서, 유전자가 생물의 집단에서 어떤 분포를 나타내며, 새로운 유전적 변이가 어떤 변천 과정을 거쳐 유전자 분포의 새로운 평형을 이루게 되는가를 연구하는 학문이다.
집단유전학의 이론은 대립인자 빈도의 이론으로 한 집단 내에서 한 유전자에 대한 여러 가지 종류의 동형접합자와 이형접합자의 빈도를 계산할 수 있다. 이들 빈도로부터 각 대립인자의 빈도를 계산하기도 하는 즉, 확률을 이용한 통계적 수단으로써 유전분석이 이루어지기 때문에 '통계유전학'이라고도 한다.
<세포 유전학>
1. 세포유전학(Cytogenetics)
: 생명체의 기본 단위인 세포를 중심으로 유전정보를 운반하는 수단인 염색체(Chromosome)의 구조, 기능, 진화 등을 연구하는 학문이다.
2. 임상 세포유전학(Clinical cytogenetics)
: 염색체의 구조와 기능 및 유전 현상을 임상에 적용하여 연구하는 분야이다. 응용 분야로 임상 진단(Clinical diagnosis), 유전자지도 작성(Gene mapping), 산전진단(Prenatal diagnosis), 종양세포 유전학(Cancer cytogenetics) 등이 있다.
3. 분자세포 유전학(Molecular cytogenetics)
: 세포유전학에 분자 유전학적 기법을 접목한 분야로 형광동소교잡법(Fluorescent in situ hybridization,FISH) 등의 방법을 이용하여 유전 현상을 연구하는 분야이다.
<분자 유전학>
분자유전학(Molecular genetics)은 유전 현상의 기본적 메커니즘을 분자 수준에서 연구하는 유전학의 한 분야이다.
-참조 : 제2판 유전학의 이해와 기법(고려의학)
여기까지는 유전학 전공 서적의 서론에 나와 있는 내용입니다.
대부분 유전학이라고 하는 학문이 어떤 내용을 탐구하고 연구하는지 그리고 어떤 인물들에 의해서 발견되고, 개발되었는지에 대해서 소개하고 있습니다.
우리 인간이 살아온 시간을 글로 써온 것들을 '역사'라고 부르면 그것을 기억하고 또는 그것으로부터 뭔가를 배우고 응용을 해나갑니다. 이처럼 유전학이라는 분야에서도 그 역사를 살펴보면 어떤 식으로 발전해 나갔는지 그리고 무엇으로부터 개념을 잡고 시작했는지를 알고 공부를 해나간다면 좀 더 이해도를 높일 수 있을 것입니다.
지구상에 존재하는 생명체들은 그 생명현상 혹은 생리현상을 발생시킬 수 있는 가장 작은 단위인 세포로 구성되어 있습니다. 세포들이 모여 즉 세포들의 개체수가 증가하면서 하나의 조직이 되고 그 조직들이 모여 장기가 되고, 그 장기들이 모여 기관이 되고 기관들이 모여 하나의 개체로 성장합니다.
그렇다면 생명체의 가장 단위인 세포는 어떤 걸로 구성되어 있을까요?
대부분은 단백질과 수분 그리고 그 외 다수의 지방성분, 전해질이 그 구성을 이루고 있을 것입니다.
인간이나 동물이나 단백질은 세포를 구성하는 가장 중요한 성분 중 하나입니다. 그리고 이 단백질들이 구성되는 형태에 따라서 생김새도 달라지고 성질과 기능들도 달라집니다.
그러면 이처럼 단백질을 구성할 때 기능에 맞춰 혹은 필요에 맞춰서 만들어져야 하는데 아무렇게나 만들어내도 되는 걸까요?
당연히 그렇지 않을 겁니다. 필요한 단백질을 만들어 내기 위해선 어떻게 아미노산들을 배열해야 할지 정해놓고 만들어야 합니다. 우리가 레고를 조립할 때 그냥 생각나는 대로 조립하기도 하지만 보통은 설명서를 보고 조립을 합니다.
이처럼 단백질을 조립하여 만들어갈 때도 무언가를 보고 짜진 대로 만들어야 원하는 기능과 형태의 단백질이 만들어질 것입니다. 그렇다면 생명체에 이 설명서와 같은 역할을 하는 게 무엇일까요?
바로 DNA입니다.
DNA 혹은 RNA라는 설명서를 토대로 아미노산들이 조립되어 단백질이 만들어지고 이런 단백질들이 모여서 세포를 만들게 됩니다. 이 세포가 모여 조직이 되고, 장기가 되고, 기관이 되고, 개체로 만들어지는 겁니다.
그렇기에 우리는 유전이라고 하는 생명현상을 연구할 때 이런 현상이 나타날 수 있게끔 설명서를 제공하는 유전물질인 DNA와 RNA로부터 출발점을 잡아야 합니다.
다음 포스팅에서는 DNA가 담겨있는 우리 몸속 가장 작은 단위인 세포에 대해서 알아보도록 하겠습니다.
2024.01.19 - [분자생물학] - 분자생물학과 핵산에 대해 돌아보기