양적 형질과 대립유전자 작용

핵심 정리

양적 형질은 여러 유전자가 함께 관여하여 연속적인 크기로 나타나는 형질이다. 양적 형질은 염기 서열 안의 양적 변수가 형질 발현을 결정하는 주요 변수이며, 염기의 종류에 따라 성격이 정해지는 질적 형질과 구별된다. 개별 유전자의 유무만으로 표현형이 갈리지 않으므로, 이 형질은 개체 하나의 특성보다 집단의 분포를 통계적 추정으로 해석하는 것이 기본이다. 양적 형질은 다수의 폴리진이 지배한다. 그래서 양적형질은 평균, 분산, 변이계수 등 통계량으로 나타낼 수 있다.

양적형질에 관여하는 유전자들의 염색체상 위치를 양적형질유전자좌(QTL)라고 한다. QTL은 하나의 유전자자리에 인접한 여러 대립 유전자가 발현에 영향을 주어 다양한 발현형질이 나타나는 유전자 연관으로 이해하면 된다. 한 형질이 특정 유전자 하나로 결정되지 않고 여러 자리가 함께 관여한다는 점이 핵심이다.

양적형질은 환경의 영향을 받으며, 유전력은 표현형 분산 중 유전분산이 차지하는 비율로 측정한다. 표현형 값 가운데 유전으로 전달되는 몫을 따지려면 이 지표가 필요하다. 환경의 영향이 큰 형질일수록 같은 유전자형이라도 표현형이 크게 흔들리므로, 유전력은 형질마다 값이 다르게 나온다.

개별 유전자의 효과가 쌓여 연속변이가 생기므로, 이 형질을 어떤 단위로 분석할지가 문제가 된다. 폴리진은 멘델식 유전분석을 적용하기 어렵다. 그래서 양적 형질의 분석은 유전자 하나의 효과로 환원되지 않는다는 점을 전제로 한다.

대립유전자는 염색체의 같은 유전자자리에 위치하며, 서로 우성과 열성의 관계에 있는 것이 보통이다. 대립유전자 작용은 이 대립유전자들이 이형접합 상태에서 서로 상호작용하여 표현형을 만드는 방식을 다루며, 완전우성, 불완전우성, 공우성, 복대립유전으로 나뉜다.

자세히

유전자형이 바뀌는 경우와 선발 집단의 변이

형질의 차이가 후대에 전달되는지는 유전자형이 바뀌었는지와 차이의 원인으로 가른다. 형질전환으로 도입된 유전자는 유전자형을 바꾸므로 자손에게 전달된다. 분리 세대에서 나타나는 초월분리 개체의 변이는 유전변이로서 후대에 전달된다.

육종 현장에서 선발은 이렇게 가린 차이를 기준으로 한다. 간척지에서 선발된 내염성 개체의 변이는 유전자 차이에 따른 유전변이로 후대에 전달된다. 즉 선발된 개체의 차이가 유전자 차이에서 왔다면 그 특성은 다음 세대로 넘어가며, 이것이 선발 효과가 자손에 남는 조건이다.

두 사례는 모두 개체 사이의 차이를 다루지만, 판단 기준은 재배 조건이 아니라 차이의 원인이 유전자인지다. 같은 조건에서 재배해도 유전자 차이가 있으면 유전변이가 남는다.

같은 유전자형과 환경변이

같은 개체를 나누어 재배하면 초장이 다르게 나타날 수 있다. 같은 개체를 분주하여 재배할 때 나타나는 초장 변이는 환경변이이며 자손에게 유전되지 않는다. 이 차이는 유전자가 달라서 생긴 것이 아니므로 그 개체의 자손에게 물려주는 대상이 아니다.

이 차이를 설명하는 틀이 반응규격이다. 같은 유전자형이 나타내는 표현형의 범위를 반응규격이라고 한다. 반응규격이 넓다는 것은 같은 유전자형이라도 환경에 따라 표현형이 넓게 바뀐다는 뜻이며, 환경변이는 이 범위 안에서 생기는 차이로 이해하면 된다.