생명 공학 기술의 원리와 구분

핵심 정리

생명 공학 기술은 생물의 기능이나 정보를 이용하고 인위적으로 조작하여 필요한 물질이나 생물을 얻는 기술이다. 농업에서는 조직 배양, 세포 융합, 형질 전환이 대표적이며, 서로 다른 대상에 작용하고 얻는 결과도 다르다. 조직 배양은 식물 조직이나 세포를 배지에서 키워 개체를 얻는 방법이다. 생장점을 배지에서 키워 무병 식물을 얻는 것도 조직 배양의 사례다. 무균적으로 대량 증식하는 데 활용할 수 있다.

세포 융합은 서로 다른 식물 세포를 합쳐 새로운 잡종 세포를 얻는 기술이다. 서로 다른 종의 원형질체를 융합하는 것도 세포 융합에 해당한다. 유전자 재조합은 원하는 유전자를 다른 생물에 도입하여 새로운 형질을 들이는 기술이다. 이 기술을 작물에 적용하면 다른 생물의 유전자를 도입할 수 있다.

조직 배양, 세포 융합, 형질 전환은 각각 배양을 통해 개체를 얻는 방법, 세포를 합치는 방법, 유전자를 옮기는 방법으로 구별한다. 줄기 세포 기술은 분화 능력이 있는 세포를 이용한다. 체세포 복제는 세포핵 이식을 이용해 체세포와 같은 유전자를 가진 개체를 얻는 기술이며, 돌연변이 기술과 다르다.

자세히

생명 공학 기술을 구분할 때는 무엇을 조작하는지 먼저 확인한다. 조직 배양에서는 조직이나 세포를 인공 배지에서 키우고, 세포 융합에서는 서로 다른 세포를 결합하며, 형질 전환에서는 원하는 유전자를 다른 생물에 도입한다. 문제에 생장점, 배지, 무병 묘, 증식이 나오면 배양 과정에 주목한다. 원형질체 또는 서로 다른 식물 세포를 합친다는 설명은 세포 융합을 가리킨다. 외래 유전자를 작물에 넣어 형질을 바꾼다는 설명은 형질 전환이다. 같은 생명 공학 기술이라도 조작 대상과 과정이 다르므로 구분해서 답한다.

조직 배양은 식물의 조직이나 세포를 모식물체에서 떼어 인공 배지에서 자라게 하고, 조건을 갖추어 새로운 개체를 얻는 기술이다. 조직이나 세포를 분리하고, 배지에서 키운 뒤, 새로운 개체를 얻는 순서로 이해한다. 배지는 조직이나 세포가 자랄 수 있도록 마련한 인공 환경이다. 따라서 문제가 조직 또는 세포를 배지에서 키운다고 설명하면, 유전자를 다른 생물에 넣는 형질 전환이나 두 세포를 합치는 세포 융합과 구분해야 한다. 식물의 생장점을 배지에서 키워 무병 식물을 얻는 사례도 조직 배양이다. 무균적으로 식물을 대량 증식하는 데에도 조직 배양을 활용한다. 이때 무병 식물의 생산과 대량 증식은 조직 배양의 활용이며, 그 설명만으로 유전자 도입이나 세포 융합이 이루어졌다고 판단할 수 없다.

조직 배양과 꽃밥 배양은 ‘배양’이라는 말이 겹치지만, 문제에서 제시한 재료와 결과를 확인해야 한다. 꽃밥 배양은 꽃밥 속 화분을 배양하여 반수체 식물을 얻는 기술이다. 꽃밥 속 화분을 배양한다는 점이 판별 단서다. 서로 다른 종의 원형질체를 합치는 세포 융합과는 재료와 조작이 다르다. 한편 줄기 세포 배양은 분화 능력을 가진 세포를 배양하는 기술이다. 줄기 세포는 여러 종류의 세포로 분화할 수 있는 세포다. 따라서 ‘세포를 배양한다’는 표현만 보고 모두 식물 조직 배양이라고 하지 말고, 배양 대상과 문제에서 묻는 기술을 함께 살핀다.

세포 융합은 서로 다른 식물 세포를 합쳐 새로운 잡종 세포를 얻는 기술이다. 원형질체는 세포벽이 제거된 식물 세포를 가리키며, 서로 다른 종의 원형질체를 융합하는 기술도 세포 융합이다. 순서를 이해할 때는 서로 다른 식물 세포가 준비되고, 이들이 융합하여 잡종 세포가 된다는 점을 잡으면 된다. 세포 융합에서는 세포를 합친다. 원하는 유전자를 따로 다른 생물에 도입하는 기술과 구분한다. 교잡 육종은 교배를 이용하는 육종 방법이므로 세포를 직접 합치는 세포 융합과 같은 기술로 취급하지 않는다.