감수분열과 생식세포 — 왜 반으로 줄고, 조금씩 섞이는가

앞 장으로부터의 연결

앞 장에서 사람의 체세포가 46 개 = 23 쌍(상동 염색체의 짝)이라는 단위로 정리됨을 보았습니다. 그렇다면 그 염색체는 부모로부터 자녀에게 어떻게 전해지는가? 입문 단계에서 헷갈리기 쉬운 지점이지만, 답은 「쌍의 한쪽씩이 생식세포(난자나 정자)로 전달된다」입니다. 이 장에서는 그 구조(감수분열)와, 형제자매에게 조금씩 차이가 생기는 이유를 따라갑니다.

이 장에서 사용할 「관점」

강좌 첫 페이지에서 소개한 5 가지 관점 중, 이 장에서는 「2. 반이 되는 곳을 본다」를 집중적으로 연습합니다. 감수분열로 생식세포가 만들어지고, 수정으로 다시 2 개가 갖추어지는 흐름을 따라갈 수 있도록 합니다.

이 장에서 사용할 용어

왜 생식세포에서는 반이 되는가

만약 난자도 정자도 체세포와 같은 수의 염색체를 가진 채로 수정된다면, 세대가 거듭될 때마다 염색체 수가 점점 늘어나 버립니다. 그래서 생식세포를 만들 때는 감수분열을 거쳐, 각 쌍에서 1 개씩 받는 형태로 합니다.

이 장에서 먼저 만들고 싶은 감각은 「생식세포는 각 염색체 쌍에서 1 개만 가진다」는 관점입니다.

형제자매가 조금씩 다른 이유는 무엇인가

같은 부모에게서 태어나도 형제자매는 조금씩 다릅니다. 그 이유는 생식세포가 매번 완전히 똑같지는 않기 때문입니다. 차이의 원천은 크게 2 가지입니다.

즉 같은 부모라도 「어떤 카드를 받았는가」와 「그 카드의 일부가 어떻게 섞였는가」 양쪽에서 차이가 생깁니다.

재조합으로 일어나는 일(개념도)

상동 염색체의 위쪽을 A B C D E F, 아래쪽을 a b c d e f 로 보았을 때, 1 회의 재조합에서는 어떤 절단점부터 이후의 구간끼리가 서로 바뀝니다. 예컨대 3 번째 문자에서 끊으면 A B C d e f 와 a b c D E F 와 같은 생식세포가 만들어집니다.

구체적인 예로 생각하면: 같은 염색체 위에 혈액형을 결정하는 ABO 유전자와 그 근처의 다른 유전자가 나란히 있다고 합시다. 재조합이 일어나지 않으면 이 두 유전자는 한 세트로 자녀에게 전달됩니다. 그러나 재조합이 일어나면 한쪽은 어머니 유래, 다른 한쪽은 아버지 유래라는 식으로 세트가 재조합되어 생식세포에 들어갑니다. 이것이 「같은 부모인데도 형제자매의 유전자 조합이 조금씩 다른」 직접적인 이유 중 하나입니다.

이 그림은 교육용의 단순화입니다. 실제 재조합은 더 복잡하지만, 「일부가 서로 바뀐다」는 직관을 만들 목적으로 사용합니다.

수정으로 다시 2 개가 갖추어진다

감수분열로 반이 된 뒤, 난자와 정자가 만나면 각 염색체 쌍에 대해 1 개는 모계 유래, 1 개는 부계 유래의 형태로 다시 2 개가 갖추어집니다.

그래서 유전을 생각할 때는 반이 되는 자리 = 감수분열과 2 개가 갖추어지는 자리 = 수정을 구분해서 생각하는 것이 중요합니다. 여기를 혼동하면 다음 장의 확률 문제에서 헤매기 쉽습니다.

흔한 착각: 같은 부모면 생식세포도 모두 같다, 가 아닙니다. 「반이 된다」고 해도 유전 정보가 절반만 사라지는 것이 아니라, 각 쌍에서 1 개씩 선택되는 것입니다. 재조합은 「전부가 섞인다」가 아니라, 일부 구간이 서로 바뀌는 이미지입니다.

이 장에서 얻어갈 것

• 감수분열은 생식세포를 만들기 위해 염색체 수를 반으로 만듭니다.
• 독립 조합과 재조합이 형제간 차이의 큰 이유입니다.
• 수정에서는 각 염색체 쌍에 대해 1 개씩 양 부모로부터 받습니다.
• 「반이 되는 자리」와 「2 개가 갖추어지는 자리」를 구분해서 생각하면 유전의 흐름이 보기 쉬워집니다.