유전자 재조합

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유전자 재조합(遺傳子再調合, 영어: genetic recombination)은 DNARNA와 같이 유전자를 이루는 요소가 해체와 재조립 과정에서 원래의 서열과는 다르게 뒤바뀌는 과정을 가리키는 유전학 용어이다. 진핵생물의 경우 DNA 수리의 과정에서 유사 분열이 발생하는 경우, 그리고 감수 분열의 과정에서 일어나는 염색체 접합에 의해 이루어진다. 특히 감수 분열에서 일어나는 염색체 접합은 자식 세대가 부모 세대와는 다른 유전자 조합을 갖도록 하여 대립형질발현빈도가 달라지게 된다.

진화생물학에서는 유전자 재조합을 유성생식의 중요한 이점으로 파악한다. 즉, 유전자 재조합으로 인해 발생하는 유전자 다양성으로 인해 멀러의 깔쭉톱니 가설이 제기하는 불리한 돌연변이의 누적을 회피할 수 있다는 것이다.

자연상태에서 일어나는 유전자 재조합에는 리콤비나제라 불리는 효소촉매로서 작용한다. 대장균에서 발견된 대표적인 리콤비나제인 RecA는 복제과정에서 오류를 일으켜 중복하여 복사된 DNA 블록을 수리한다. 효모를 비롯한 진핵생물들에는 DNA 중복 복사 구간을 수리하기 위한 두 종류의 효소가 존재한다. 유사 분열과 감수 분열에 관여하는 효소인 RAD51과 감수 분열에만 관여하는 DMC1이 그것이다.

유전자 재조합은 염색체 교차유전자 전환 등의 방법을 통해 이루어진다. 한편, 분자생물학의 실험을 통해 DNA의 조각을 인위적으로 재조합할 수 있다. 이렇게 인위적으로 재조합된 DNA를 재조합 DNA라 한다.

염색체 교차[편집]

Morgan crossover 1.jpg Morgan crossover 2.jpg
1916년 토머스 헌트 모건이 그린 염색체 교차

유성 생식을 하는 생물의 정자또는 난자와 같은 생식자감수 분열을 통해 생성된다. 이 감수분열의 과정에서 한쌍으로 이루어진 염색체는 왼쪽의 그림과 같이 유전자 교차가 일어나 가지고 있는 유전자를 재조합한 후 네 개의 생식자로 나뉜다. 이 결과 자식 세대로 전달되는 유전자는 상동성을 갖고 있으나 각각 서로 다른 유전형질을 갖게 되는 유전자 다양성이 발현된다.

유전형질이 유전자에서 서로 가깝게 위치하고 있을 경우 유전자 교차가 발생하더라도 분리될 가능성은 적어지기 때문에 유전자 연관이 나타난다. 때문에 염색체 접합은 같은 염색체에 존재하는 대립형질의 상관 관계를 무너뜨린다.

유전자 전환[편집]

염색체 교차가 한 쌍의 염색체를 실제로 뒤섞는 과정인데 비해 유전자 전환은 한 쪽의 유전자 배열을 참조하여 다른 쪽의 유전자 배열 일부를 바꾸는 과정이다.

비상동 말단 연결[편집]

서로 상동성이 없는 DNA의 서열 사이에 일어나는 재조합을 비상동 말단 연결이라 한다.

B세포[편집]

면역계B세포에서는 면역 글로불린 항체급 재조합이라 불리는 유전자 재조합이 일어난다. 이것은 면역 글로불린 항체의 종류를 바꾸어 새로운 항체를 만드는 과정에서 일어난다. 예를 들어 B세포의 면역 글로불린 M을 다른 아형인 면역 글로불린 G로 바꾸면 그에 따라 새로운 항체가 형성된다.

같이 보기[편집]

참고 문헌[편집]

바깥 고리[편집]

US-NLM-NCBI-Logo.svg 이 문서는 미국 정부의 미국 국립 생물학 정보 센터퍼블릭 도메인으로 제공하는 과학개론을 바탕으로 한 것입니다.