염색체, DNA, 유전자의 관계#

염색체,DNA,유전자

유전 형질은 DNA에 저장되어 있으며, DNA는 히스톤 단백질과 함께 염색체를 이룬다.

유전자는 DNA의 특정 부분에 해당하며, 한 개체가 가진 모든 유전 정보 전체를 유전체라고 한다.

기본 용어#

  • 뉴클레오타이드

    • 인산, 당, 염기로 이루어진 DNA의 기본 단위이다.
    • 염기에는 A, G, C, T가 있다.

  • 뉴클레오솜

    • DNA가 히스톤 단백질을 감아 형성한 구조이다.

구성 요소의 관계#

구분 특징
유전자 유전 형질에 대한 정보가 저장된 DNA의 특정 부분이다.
DNA 유전 정보를 담고 있는 물질이다. 하나의 DNA에는 많은 수의 유전자가 존재한다.
염색체 세포가 분열할 때 막대 모양으로 관찰되는 구조이다. DNA와 히스톤 단백질로 이루어져 있으며, 분열하지 않을 때는 실 모양으로 풀어져 있다.
유전체 한 개체가 가진 유전 정보 전체이다.

DNA의 구조#

DNA의구조

DNA는 뉴클레오타이드가 길게 연결된 이중 가닥 구조이다.

  • DNA는 두 가닥이 꼬인 이중 나선 구조이다.
  • 각 가닥은 뉴클레오타이드가 연결되어 있다.
  • 염기 사이에는 수소 결합이 형성된다.
  • 아데닌은 타이민과 결합한다.
  • 구아닌은 사이토신과 결합한다.

염기 결합의 짝은 다음과 같다.

  • A = T
  • G ≡ C

즉, 아데닌과 타이민 사이에는 2개의 수소 결합이 형성되고, 구아닌과 사이토신 사이에는 3개의 수소 결합이 형성된다.

사람의 염색체#

사람의 염색체

사람의 체세포에는 46개의 염색체가 있으며, 23쌍으로 이루어져 있다.

핵형#

  • 핵형

    • 세포에 있는 염색체의 수, 모양, 크기 등 염색체의 외형적 특징을 말한다.

  • 상염색체

    • 남녀가 공통으로 가지는 염색체이다.

  • 성염색체

    • 남녀가 서로 다르게 가지는 염색체이다.

사람의 염색체 구성은 다음과 같다.

  • 상염색체 22쌍
  • 성염색체 1쌍

사람의 성염색체는 다음과 같다.

  • 남자: XY
  • 여자: XX

핵형 분석으로 확인할 수 있는 것은 다음과 같다.

  • 염색체 수 이상
  • 염색체 구조 이상
  • 성별

반면 유전자 수준의 이상은 핵형만으로 확인할 수 없다.

핵형의 특징#

  • 종이 같고 성별이 같으면 핵형은 같다.
  • 종이 달라도 염색체 수는 같을 수 있다.
  • 종이 다르면 염색체의 모양과 크기는 다를 수 있다.

예를 들면 다음과 같다.

  • 사람: 46개
  • 침팬지: 48개
  • 감자: 48개
  • 개: 78개
  • 닭: 78개

상동염색체와 대립유전자#

상동염색체와대립유전자

  • 상동염색체

    • 모양과 크기가 같아 쌍을 이루는 염색체이다.
    • 같은 종류의 유전자를 같은 위치에 가진다.

  • 대립유전자

    • 상동염색체의 같은 위치에 있으며, 하나의 형질을 결정하는 유전자이다.

  • 동형접합성

    • 대립유전자가 서로 같은 경우이다.
    • 예: AA, aa

  • 이형접합성

    • 대립유전자가 서로 다른 경우이다.
    • 예: Aa

핵상#

핵상

핵상은 한 세포에 들어 있는 염색체의 상대적인 수를 말한다.

  • 2n

    • 상동염색체가 쌍을 이루는 상태이다.
    • 체세포에서 나타난다.

  • n

    • 상동염색체가 쌍을 이루지 않는 상태이다.
    • 생식세포에서 나타난다.

즉, 체세포는 2n이고 생식세포는 n이다.

세포 주기#

세포주기

세포 주기는 분열을 끝낸 딸세포가 다시 분열을 마칠 때까지의 기간이다.

세포 주기는 간기와 분열기로 나눌 수 있다.

세포 주기의 구분#

  • 간기

    • 분열기와 분열기 사이의 기간이다.
    • 세포 주기의 대부분을 차지한다.
    • G1기, S기, G2기로 이루어진다.

  • 분열기

    • 세포가 실제로 분열하는 시기이다.
    • 핵분열과 세포질분열이 일어난다.

세포 주기의 순서는 다음과 같다.

G1기 → S기 → G2기 → 핵분열 → 세포질분열

간기#

간기는 G1기, S기, G2기로 나뉜다.

G1기

  • 세포를 구성하는 물질을 합성한다.
  • 세포가 성장한다.

S기

  • DNA를 복제한다.
  • 계속 성장한다.

G2기

  • 세포 분열에 필요한 물질을 합성한다.
  • 계속 성장한다.
  • 방추사를 구성하는 단백질을 합성한다.

분열기#

분열기에는 핵분열과 세포질분열이 일어난다.

  • 핵분열

    • 복제된 유전 물질이 두 딸핵으로 나뉜다.

  • 세포질분열

    • 세포질이 나뉘어 두 개의 딸세포가 형성된다.

정리#

유전자는 DNA의 특정 부분이며, DNA는 히스톤 단백질과 함께 염색체를 이룬다.

DNA의 기본 단위는 뉴클레오타이드이고, DNA는 두 가닥이 꼬인 이중 나선 구조이다.

사람의 체세포에는 46개의 염색체가 있으며, 남자는 XY, 여자는 XX의 성염색체를 가진다.

상동염색체는 모양과 크기가 같아 쌍을 이루는 염색체이고, 대립유전자는 상동염색체의 같은 위치에 있는 유전자이다.

핵상은 한 세포에 들어 있는 염색체의 상대적인 수를 말하며, 체세포는 2n, 생식세포는 n이다.

세포 주기는 간기와 분열기로 나뉘며, 간기는 G1기, S기, G2기로 이루어진다.

G1기에는 세포가 성장하고, S기에는 DNA가 복제되며, G2기에는 세포 분열에 필요한 물질이 합성된다.