1.유전적 다양성
1)히드라와 개의 생식 방법은 어떻게 다를까?
생물은 다양한 방식으로 자손을 만든다. 대체로 단세포 생물들은 체세포 분열
을 통해, 다세포 생물들은 생식세포의 수정을 통해 자손을 만듭니다.
하지만 다세포생물도 몸의 일부에서 체세포 분열을 하여 자손을 만들 수 있다. 예를 들어, 식물
중에서 어떤 것들은 잎, 줄기 뿌리 중 일부가 체세포 분열을 하여 자손을 만들기
도 합니다.
첫번째 사진은 히드라가 자손을 만드는 모습을 그림 두번째 사진은 한 쌍의
개와 그들로부터 태어난 강아지들의 모습을 나타낸 것입니다.
2). 사람의 염색체
우리의 몸을 구성하는 각각의 세포 속에는 여러 소기관이 있어 다양한 생명 활동이 일
어나며, 이러한 생명 활동은 핵 속에 들어 있는 유전 정보에 의해 조절된다.
유전 정보는 부모로부터 자식에게 전달되는데, 이때 유전 정보를 담아 전달하는 역할을 하는 것이
염색체이다.
염색체는 세포가 분열할 때 염색사가 보이고 응축된 것이다.
염색체는 유전물질이 복제되어 2개의 염색분체로 이루어져 있다. 염색 분체는 염색체의 동원체에 서로연결되어 있다.
체세포에 들어 있는 염색체가 나타내는 수. 크기, 모양 및 염색하여 나타나는 띠 등의특성을 핵형이라고 한다.
핵형은 생물의 종에 따라 다르며, 같은 종의 생물에서 성이 동일하면 같은 형을 갖는다.
그리고 형을 조사하는 작업을 핵형분석이라고 한다.
핵형분석은 세포 분열 중기의 세포를 현미경으로 관찰한 후 크기와 모양, 색깔. 동원체의 위치
등을 기준으로 배열하는 작업이다.
핵형 분석을 통해 염색체를 분류하면 크기와 모양이같은 염색체가 2개씩 쌍을 이루고 있는데, 이렇게 쌍을 이룬 염색체를 상동염색체라고 한다.
사람의 경우 모두 23쌍의 상동 염색체를 갖는다.
상동 염색체 중 하나는 아버지, 다른하나는 어머니에게서 각각 물려받은 것이다.
상동 염색체 중 남녀에게서 공통으로 나타나는 22쌍의 염색체를 상염색체라 하고, 성별에 따라 다르게 나타나며 성 결정에 관여하는 1쌍의 염색체를 성염색체라고 한다.
사람의 성염색체는 X 염색체와 Y 염색체가 있으며,여자는 2개의 X 염색체를 남자는 X 염색체와 Y 염색체를 각각 1개씩 갖는다.
하나의 세포 속에 들어 있는 염색체의 상대적인 수를 책상이라고 한다.
상동 염색체가존재하는 체세포는 28으로 표시하는데, 이것은 한 세포 내에 가지의 염색체가 2개씩 쌍
으로 존재한다는 것을 의미한다.
예를 들면, 사람의 체세포 하나에는 46개의 염색체가 2개씩 땅을 지어 들어 있으므로 2n=46으로 나타낼 수 있다.
3) DNA와 유전자
세포, 핵, 염색사, DNA 유전자, 유전체는 서로 어떤 관계에 있을까?
사람의 몸을 구성하는 각 세포 안에는 핵이 들어 있고, 핵 안에는 염색사가 들어 있다.
하나의 염색사는 수많은 뉴클레오솜들이 연결되고 쌓여서 만들어진다.
뉴클레오숍은 DNA가 허스톤 단백질을 감고 있는 형태인데, 마치 실패에 실이 감겨 있는 것과 유사하다.
염색사는 세포가 분열하지 않을 때는 핵 속에 풀어져 있다가 세포가 분열하기 시작하면 코일의 형태로 응축하면서 점차 굵어져 염색체가 된다.
DNA는 뉴클레오타이드로 구성되어 있으며, 2중 나선 구조를 이룬다. 뉴클레오타이드는 염기 5탄당, 인산으로 구성되어 있다.
DNA는 아데닌(A), 구아닌(G), 타이민(T), 사이토신(C) 등 4종류 염기의 배열 순서에 따라 다양한 정보를 저장할 수
있는데, 생물의 형질을 결정하는 유전 정보가 있는 특정 부분을 유전자라고 한다.
상동 염색체의 같은 위치에는 같은 형질을 결정하는 유전자가 존재하는데, 이를 대립유전자라고 한다.
대립유전자들은 동일한 형질을 결정하지만 나타내는 형질의 특성은 대립유전자끼리 서로 다를 수 있다.
그리고 한 생명체가 가지고 있는 유전자를 포함한 유전 정보를 통틀어 유전체라고 한다.
4) DNA 복제와 세포 분열
세포는 어느 정도 크기가 되면 생장을 멈추고 분열한다. 이러한 분열을 통해 세포 수가 늘어나며, 세포 분열 후 일부 세포들은 특정한 기능을 담당하는 세포로분화한다.
세포는 생장하고 분열하여 딸세포를 얻는 과정을 주기적으로 반복하는데, 이러한 일련의 과정을 세포 주기라고 한다. 세포 주기는 유전 물질의 복제 및 세포의 생장이 일어나는 간기와 분열이 일어나는 분열기(M기)로 구분한다.
간기는 분열이 끝난 후부터 다음 분열이 일어날 때까지의 기간으로, 세포 주기의 대부분이 소요되며, G., S. G기로 구분된다.
G.기는 세포를 구성하는 물질과 세포 소기관들의 수를 늘리면서 세포의 생장이 일어나는 시기이다.
용기는 새로운 분열을 위하여 DNA가 2배로 복제되는 시기이다.
G2기는 핵막의 분해를 준비하고, 단백질을 합성하는 등 분열기를 준비하는 시기이다. 분열 준비를 마친 세포는 분열기로 들어간다.
분열기에는 핵분열과 세포질 분열이 일어난다.
이때 염색사가 응축된 염색체를 관찰할 수 있는데, 염색사가 응축됨에 따라 유전 정보가 손상되지 않고 잘 전달될 수 있다.
염색체는 S기에 DNA가 복제된 결과 두 가닥의 염색 분체로 존재한다.
각 염색 분체는 분열기를 거치면서 각각 세포로 나누어져 들어가므로, 딸세포는 모세포와 동일한 DNA를 갖는다.
