[유전학] 교차와 연관, 하디-바인베르크 법칙 (기출 문제 포함 설명)

교차

교차는 아래와 같이 염색 분체 사이의 교차가 일어나 위치가 바뀌는 현상을 말합니다.

 

교차율은 50%가 넘을 수 없습니다. (모두 교차된다고 하더라도 나머지 50%는 그대로 보존되기 때문)

유전자 사이(그림에서 A와 B에 해당)의 거리가 멀수록 교차율이 증가합니다.

 

유전자 여러 개가 있을 때 이중 이상의 다중교차가 일어날 수도 있습니다. (= 가운데 유전자만 바뀔 수 있음)

** 단독 교차 중 빈도수가 가장 낮은 것이 가운데 있는 유전자입니다. (이중 교차가 일어나야 하므로)

 

 

연관

상반연관은 우성과 열성이 연관되어 있는 경우입니다. (Ab / aB)

상반연관 유전자를 가진 개체를 자가교배하면 자손의 표현형의 비는 2 : 1 : 1로 얻어집니다. (우우 : 우열 : 열우)

** 위와 같이 퍼넷 사각형을 그려서 생각해보면 오직 열성-열성인 경우만 1에 해당하므로 (우성은 여러 칸의 수가 합쳐져있음) n을 계산할 수 있습니다.

ex ) 상반연관에서 열성-열성인 표현형이 1%이면 1/100 = 1/(2n+2)^2 이므로 n=4가 됩니다.

 

상인연관은 우성은 우성끼리 열성은 열성끼리 연관되어 있는 경우입니다. (AB / ab)

상인연관 유전자를 가진 개체를 자가교배하면 자손의 표현형의 비는 3 : 1로 얻어집니다. (우우 : 열열)

** 열성-열성인 경우만 n^2에 해당하므로 n을 계산할 수 있습니다.

 

** 유전자 2개 이상 + 가계도가 그려져 있는 경우 교차가 발생할 수 있음을 고려해야 합니다.

** 연관과 교차는 잡종에서만 다루는 의미가 있습니다.

   따라서 문제를 풀이하다가 순종이 있는 경우는 교차를 계산할 필요가 없습니다.

 

 

하디-바인베르크 법칙

하디-바인베르크 법칙은 발현되는 유전자형의 빈도는 세대가 지나도 일정하다는 법칙입니다.

물론 돌연변이, 환경변화, 자연선택 등이 발생하면 법칙이 적용되지 않습니다.

 

무작위적 교배가 발생해야하므로 지정된 확률이 아닌 임의의 확률의 경우 하디-바인베르크 법칙을 이용해야 합니다.

ex ) 집단에서 1.98%가 질병이 나타난다면, 2p(1-p) = 0.0198이므로 p = 0.99

 

p = 우성 유전자 수 / 집단 내 전체 유전자 수

ex ) AA 30명, Aa 15명, aa 15명이면 p = 30*2 + 15*1 / 60*2 = 0.625

 

설명하기 애매해서 그냥 예제를 가져왔습니다. (2013학년도 8번 기출)

 

위와 같이 전체 집단 내 유전자 존재 비율에 해당하는 p와 q를 구하여 계산해주면 간단하게 답을 구할 수 있습니다.

 

 

유전자 지도

유전자 지도는 염색체 상에 유전자의 상대적 위치를 대략적으로 나타낸 그림을 말합니다.

교차율 1% 당 1cM(센티모르간)의 거리를 가집니다.

 

유전자 3개의 검정교배의 경우 유전자 지도를 이용해 각 두 유전자 사이의 관계(거리 관계, 독립인지 아닌지)를 확인해야 합니다.

 

예를 들어, A와 B 유전자의 상인연관과 상반연관의 비가 1:1이 아니면 교차가 일어난 것이고 개체 수를 통해 교차율을 계산해주어야 합니다. B와 C 유전자의 상인연관과 상반연관의 비가 1:1이면 유전자 B와 C는 독립임을 알 수 있습니다.

 

유전자가 3개인 경우 가장 많은 수의 배우자형이 부모형 유전자형이고,

가장 적은 수의 배우자형을 통해 가운데 유전자형을 찾을 수 있습니다. (이중교차가 일어난 경우이므로)

그 다음 단일 교차인 경우를 찾아서 유전자 사이의 거리를 구할 수 있습니다.

(** 이 때 교차율 = (단일 교차 수 + 이중 교차 수) / 전체 수)

 

유전자 3개를 가진 개체에 대해 자가교배하는 경우 상반연관된 2개의 유전자와 독립된 나머지 유전자가 나타납니다.

 

 

이것도 설명하기 애매해서 문제 풀이로 보충설명하겠습니다. (2018학년도 13번 기출)

 

위에서 설명한 과정을 그대로 풀이한 것입니다.

물론 실제로 문제를 풀 때는 보기에서 물어보고 있는 것만 빠르게 체크해주는 것이 더 좋습니다.