유전학 - 위키백과, 우리 모두의 백과사전 유전학 위키백과, 우리 모두의 백과사전. 둘러보기로 가기 검색하러 가기 DNA의 모식도 유전학 ( [UNK] 傳 學, 영어 : genetics ) 은 생물의 유전과 유전자 다양성 등을 연구하는 생물학의 한 분야이다. [ 1 ] 선사 시대부터 인간은 생물의 특징이 부모로부터 자식에게 유전되는 것을 이용한 품종 개량을 해왔다. 그러나 최초로 과학적인 방법으로 유전을 연구한 것은 그레고어 멘델이 유전 법칙을 발견한 19세기 중반부터이다. 그는 오늘날 유전자라 부르는 물질을 유전 대립쌍이라 불렀다. [ 2 ] 현대 유전학의 핵심 개념은 유전자이다. 유전자는 전체 게놈 서열 가운데 DNA의 일정 구간을 이루는 염기서열의 배열이다. [ 3 ] DNA는 뉴클레오타이드들이 이중 나선의 형태로 결합되어 있는 것으로 DNA 복제를 통하여 유전형질을 다음 세대로 전달한다. 또한 세포에서 DNA의 역할은 단백질을 형성하여 생물이 생장하고 활동할 수 있도록 하는 것이다. DNA에서 전사된 전령 RNA의 코돈은 각각 하나의 아미노산과 대응하며, 이렇게 전사된 RNA에 의해 결합된 아미노산에 의해 단백질이 형성된다. 단백질은 효소, 근육, 세포질 등 생물을 이루고 있는 가장
의 사슬인 전령 RNA는 효소에 의해 해당 코돈의 상보적 조합인 안티코돈을 갖고 있는 운반 RNA와 짝을 이룬다. 운반 RNA의 끝에는 해당 아미노산이 연결되어 있다. 아미노산을 단 운반 RNA와 함께 사슬을 이룬 전령 RNA는 리보솜으로 이동한다. 리보솜에서는 아미노산을 연결하고 전령 RNA와 운반 RNA를 내보낸다. 작업을 종결하라는 코돈이 들어올 때까지 리보솜은 계속하여 아미노산을 연결하고 이렇게 하여 단백질이 형성된다. 세포에는 많은 리보솜이 있어 전령 RNA는 여러 차례에 걸쳐 리보솜에 들어가 단백질 형성을 지시한다. 환경의 영향 [ 편집 ] 샴고양이에 나타난 온도 민감성 돌연변이 생물의 유전자에는 모든 유전 형질이 들어있어 자식 세대로 전달된다. 그러나, 실제 생물 개체의 발생과 생장에서 나타나는 발현형질은 유전형질과 함께 환경의 영향을 받는다. 일례로 오른쪽 사진에서 보이는 샴 고양이의 온도 민감성 돌연변이와 같은 것이 있다. 발생과정에서 높은 온도에 노출된 샴고양이의 배아는 털색 유전자에 변이를 일으켜 일반적인 샴 고양이의 흰색이 아닌 어두운 색 털이 만들어진다. [ 41 ] 성 유전자에 따라 성별이 결정되는 포유류와는 달리 많은 파충
유전과 밀접한 관련이 있다는 것과 DNA의 복제가 유전형질의 전달과 관련이 있다는 것을 암시하는 것이었다. 왓슨과 크릭은 이 공로로 1962년 노벨 생리학 · 의학상을 수상하였다. [ 22 ] 생어는 분자생물학의 발전에 지대한 공헌을 하였다. 그 덕에 생애에 두 번의 노벨상을 수상하는 영예를 받았다. 생어는 1955년 인슐린의 아미노산 배열을 완벽하게 분석하였다. 이 공로로 1958년 노벨 화학상을 수상하였다. 이후 생어는 그의 연구 기술을 발전시켜 DNA의 염기서열을 밝힐 수 있는 방법을 찾아냈고, 이로써 게놈의 염기서열을 밝힐 수 있었다. 생어는 이 공로로 1980년 노벨 화학상을 받았다. 생어는 이 과정에서 DNA의 세 염기쌍이 코돈을 이루며 이 코돈이 전령 RNA를 전사하고 이를 통해 아미노산이 만들어진다는 것을 규명하였다. [ 23 ] 1983년 미국의 생화학자 멀리스는 폴리메라아제 연쇄 반응을 개발하여 DNA의 염기서열의 확인 속도를 획기적으로 개선하였다. 이 방법은 DNA의 특정 구간을 신속하게 복제하여 동일한 DNA의 양을 실험에서 쉽게 확인할 수 있도록 증폭시키는 것이다
영향도 중요한 역할을 한다. 미생물에서 일어나는 유전자의 발현에는 오페론이 중요한 역할을 한다. 특정 기능에 관련된 유전자들이 나란히 염색체에 일렬로 배열되어 있는 오페론은 염색체에서 하나의 군집을 이루어 유전자 섬을 형성한다. 병원미생물학에서는 질병의 특징을 파악하고 치료제를 개발하기 위해 병원성 세균의 유전자 섬을 연구하고 있다. [ 39 ] 코돈 [ 편집 ] 이 부분의 본문은 코돈입니다. 유전자는 일반적으로 단백질을 생산함으로써 형질이 발현된다. 단백질은 20종의 아미노산이 복잡하게 얽힌 고분자이다. 유전자는 각각의 아미노산의 연결 순서를 지정함으로써 단백질의 생성을 관할한다. 유전자의 단백질 생성 DNA의 유전자 전사 전령 RNA의 코돈 번역 지정된 순서대로 아미노산이 연결되어 단백질을 이룬다. DNA에서 단백질 형성까지를 단계별로 살펴보면 다음과 같다. [ 40 ] DNA의 일부 구간이 열려 전사가 시작된다. 전사된 유전 정보는 코돈이라 하며 RNA의 일종인 전령 RNA를 이룬다. 전사된 코돈의 사슬인 전령 RNA는 효소에 의해 해당 코돈의 상보적 조합인 안티코돈을 갖고 있는 운반 RNA와 짝을 이룬다. 운반 RNA의 끝에는 해당 아미노산이 연결되어 있다.
전령 RNA의 코돈은 각각 하나의 아미노산과 대응하며, 이렇게 전사된 RNA에 의해 결합된 아미노산에 의해 단백질이 형성된다. 단백질은 효소, 근육, 세포질 등 생물을 이루고 있는 가장 중요한 요소이다. [ 4 ] 개괄하면, 현대의 유전학은 생물의 발생과 생장, 그리고 진화에서 차지하는 유전자의 역할을 규명하고 DNA의 재조합 실험을 통해 유전체와 생물 정보를 탐구하는 폭넓은 영역의 과학이다. 매우 넓은 연구분야를 이루고 있기때문에 현대의 유전학은 집단유전학, 유전체학, 진화유전학 등의 하위 학문으로 세분화되어 있다. [ 5 ] 또한 유전학의 지식은 여러 학문에 파급되어 의학 [ 6 ], 농업 [ 7 ] 등에서 유전학은 필수적인 기반 지식이 되었다. 유전학 지식을 바탕으로 하는 유전공학은 유전자의 조작을 통한 약품의 개발과 품종개량 등의 연구를 진행하고 있다. [ 8 ] 목차 1 역사 1. 1 멘델과 고전 유전학 1. 2 분자유전학 2 고전 유전학의 주요 이론 2. 1 멘델의 유전 법칙 2. 2 유전자 간의 상호 반응 3 현대 유전학의 주요 이론 3. 1 DNA 복제 3. 2 유전자와 생식 3. 3 유전자 발현 3. 3. 1 코돈
형질에 여러 유전자가 관여할 수 있는데 이 때에는 멘델의 유전법칙 중 독립의 법칙이 지켜지지 않는다. 이는 유전자 재조합 과정에서 교체된 유전자가 유전형질을 변화시키기 때문이다. 이러한 현상을 유전자 연관이라 한다. 유전자의 대립형질의 발현은 순전히 통계적인 것으로, 실제 대립형질 발현빈도는 무작위 행보를 보인다. 이를 유전자부동이라 한다. [ 37 ] 유전자부동은 자연선택과 함께 진화의 원인으로 작용한다. [ 38 ] 유전자 발현 [ 편집 ] 이 부분의 본문은 유전자 발현입니다. 유전자의 발현은 분자생물학적인 관점에서 볼때 유전자의 정보에 의해 단백질이 형성되는 과정이다. 유전자의 정보는 전령 RNA의 코돈에 의해 전사된 후 운반 RNA의 안티코돈에 의해 번역되어 아미노산을 지정하며 리보솜에서 이를 연결하여 단백질을 형성하게 된다. 한편, 발생생물학에서 유전자의 발현은 배아의 발생 결과 새로운 개체가 형성되는 것이며, 개체의 발생에는 유전형질뿐만 아니라 자연환경의 영향도 중요한 역할을 한다. 미생물에서 일어나는 유전자의 발현에는 오페론이 중요한 역할을 한다. 특정 기능에 관련된 유전자들이 나란히 염색체에 일렬로 배열되어 있는 오페론은 염색체에서 하나의
521 - 0725 - X, 27쪽 ↑ 이행석, 분자생물학, 기전연구사, 2006, ISBN 89 - 336 - 0726 - 9, 제3장 유전자로부터 단백질에 이르기까지 ↑ Imes, DL ; Geary ; Grahn ; Lyons ( 2006 ). " Albinism in the domestic cat ( Felis catus ) is associated with a tyrosinase ( TYR ) mutation. ". Animal genetics 37 ( 2 ) : 175 - 8. doi : 10. 11 / j. 1365 - 2052. 2005. 01409. x. PMID 16573534. ↑ 이인식, 성이란 무엇인가, 민음사, 1998, ISBN 89 - 374 - 2410 - X, 114쪽 ↑ 과학동아, 2005년 1월호 ↑ Alberts et al. ( 2002 ), II. 3. Control of Gene Expression - The Tryptophan Repressor Is a Simple Switch That Turns Genes On and Off in Bacteria ↑ 정노팔 외, 생물과 인간 그리고 문화, 연세대학교출판부, 2000, ISBN 89 - 7141 - 503 - 7, 186쪽 ↑ Griffiths
유전학의 주요 이론 2. 1 멘델의 유전 법칙 2. 2 유전자 간의 상호 반응 3 현대 유전학의 주요 이론 3. 1 DNA 복제 3. 2 유전자와 생식 3. 3 유전자 발현 3. 3. 1 코돈 3. 3. 2 환경의 영향 3. 4 유전자 조절 3. 5 유전자 변형 3. 5. 1 돌연변이 3. 5. 2 자연선택과 진화 4 연구 방법과 기술 4. 1 모델 생물 4. 2 연구 기술 4. 2. 1 DNA 조작 4. 2. 2 제한효소와 DNA 복제 4. 2. 3 의학 5 연구 분야 5. 1 연구 동향 5. 2 주요 개념 5. 3 유전학의 분야 5. 3. 1 유전학 간학문 6 참고 문헌 6. 1 외국어 문헌 6. 2 한국어 문헌 6. 2. 1 생물학 일반 6. 2. 2 유전학 7 출처 8 외부 링크 역사 [ 편집 ] 이 부분의 본문은 유전학의 역사입니다. 토머스 헌트 모건의 초파리 연구모건은 돌연변이된 초파리의 유전을 연구하면서 유전자 재조합을 발견하였다. 19세기 중반 발표된 멘델의 유전 법칙은 그다지 주목을 받지 못했다. 당시 사람들의 유전에 대한 개념은 부모 양쪽의 특징이 자식에게 섞여 나타난다는 혼합 유전이었다. 예를 들면 붉은 꽃과 흰 꽃의 자식은 분홍 꽃이 된다는 것이다. 물론 실제 흰
에 노출된 샴고양이의 배아는 털색 유전자에 변이를 일으켜 일반적인 샴 고양이의 흰색이 아닌 어두운 색 털이 만들어진다. [ 41 ] 성 유전자에 따라 성별이 결정되는 포유류와는 달리 많은 파충류는 별도의 성 유전자가 없어 발생시의 환경에 따라 결정된다. 대부분의 거북은 따뜻한 곳의 알은 암컷이 되고 응달의 알은 수컷이 된다. 반면 미국산 악어는 응달의 알이 암컷이 된다. 이와 같이 유전자가 생물의 모든 것을 결정하는 것은 아니며 환경이 생물체의 발생과 생장에 영향을 미치기도 한다. [ 42 ] [ 43 ] 유전자 조절 [ 편집 ] 전사인자가 DNA 나선구조를 열고 전사를 준비하고 있다 생물의 게놈에는 수천 개의 유전자가 포함되어 있다. 그러나 이 모든 유전자가 생물체의 발생과 생장에 작용하지는 않는다. 오직 전령 RNA를 통해 단백질을 형성할 수 있는 유전자만 이러한 생명 활동에 관여하며 나머지 유전자는 비활성인 채로 남아 있게 된다. 특정한 단백질을 생성하려면 DNA의 일부 구간만 활성화하여야 한다. 전사의 시작점과 끝점을 정하는 것은 전사인자와 같은 효소들이다. 전사인자는 부적 되먹임에 따라 작동한다. 즉, 전사인자
↑ DAVID HYDE, 김세재, 김욱, 남궁용 역, 대학생을 위한 유전학, 라이프사이언스, 2010, ISBN 89 - 6154 - 047 - 5 ↑ NUSSBAUM, 김현주 역, 의학유전학, E PUBLIC, 2008, ISBN 89 - 6224 - 105 - 6 ↑ 심재욱 외, 농업유전학, 향문사, 2007, ISBN 89 - 7187 - 122 - 9 ↑ 남상욱, 권헉빈, 유전공학의 이해, 라이프사이언스, 2008, ISBN 89 - 6154 - 009 - 2 ↑ 존 그리번, 최주연 역, 과학의 역사 2, 에코 리브르, 2005, ISBN 89 - 90048 - 58 - 3, 153쪽 ↑ Pulves 외, 이광웅 외 역, 생명 생물의 과학, 2006, 교보문고, ISBN 89 - 7085 - 516 - 5, 2쪽 ↑ Darwin, Charles ( 1872 ). " Effects of the increased Use and Disuse of Parts, as controlled by Natural Selection ". The Origin of Species. 6th edition, p. 108. John Murray. Retrieved 2007 - 12 - 28 ↑ Bateson W. "
유전학(遺傳學, 영어: genetics)은 생물의 유전과 유전자 다양성 등을 연구하는 생물학의 한 분야이다. 선사 시대부터 인간은 생물의 특징이 부모로부터 자식에게 유전되는 것을 이용한 품종 개량을 해왔다. 그러나 최초로 과학적인 방법으로 유전을 연구한 것은 그레고어 멘델이 유전 법칙을 발견한 19세기 중반부터이다. 그는 오늘날 유전자라 부르는 물질을 유전 대립쌍이라 불렀다.현대 유전학의 핵심 개념은 유전자이다. 유전자는 전체 게놈 서열 가운데 DNA의 일정 구간을 이루는 염기서열의 배열이다. DNA는 뉴클레오타이드들이 이중 나선의 형태로 결합되어 있는 것으로 DNA 복제를 통하여 유전형질을 다음 세대로 전달한다. 또한 세포에서 DNA의 역할은 단백질을 형성하여 생물이 생장하고 활동할 수 있도록 하는 것이다. DNA에서 전사된 전령 RNA의 코돈은 각각 하나의 아미노산과 대응하며, 이렇게 전사된 RNA에 의해 결합된 아미노산에 의해 단백질이 형성된다. 단백질은 효소, 근육, 세포질 등 생물을 이루고 있는 가장 중요한 요소이다.개괄하면, 현대의 유전학은 생물의 발생과 생장, 그리고 진화에서 차지하는 유전자의 역할을 규명하고 DNA의 재조합 실험을 통해 유전체와 생물 정보를 탐구하는 폭넓은 영역의 과학이다. 매우 넓은 연구분야를 이루고 있기 때문에 현대의 유전학은 집단유전학, 유전체학, 진화유전학 등의 하위 학문으로 세분화되어 있다. 또한 유전학의 지식은 여러 학문에 파급되어 의학, 농업 등에서 유전학은 필수적인 기반 지식이 되었다. 유전학 지식을 바탕으로 하는 유전공학은 유전자의 조작을 통한 약품의 개발과 품종개량 등의 연구를 진행하고 있다.