1. 유전 (Heredity, 遺傳)
ㅇ 생명 정보의 전달 : 세대 간 형질이 전달되는 것
2. 유전 학 (Genetics, 遺傳學)
ㅇ 자손에게 형질이 어떻게 전달되는가를 연구
- 유전적 유사성, 유전적 변이에 대해 설명하려는 학문
3. 유전 자 (Gene, 遺傳子) : (암호화된) 유전 정보
ㅇ 개개의 유전 형질을 발현시키는 원인이 되는 인자
- 유전 형질의 기능적 단위
ㅇ 세포들이 만드는, 단백질들의 종류 및 타이밍을 지정(지시)하는, 일종의 설계도
- 가장 단순한 수준에서,
. 각 유전자는, 단백질 하나씩을 암호화하고, 일부 복잡한 단백질은 여러 유전자들로 암호화함
.. 결국, 각 단백질은 독특한 형질이나 표현형이 발현된 것임
. 특정 유전자는, 염색체를 따라 특정 위치에 있는 DNA 조각
ㅇ 인간에게는, 대략 23,000개 정도의 유전자가 있음
ㅇ 대립 유전자 (allele) : 한 유전자의 서로 다른 형태
- 우성 대립 유전자 (dominant allele) : 여러 대립 유전자 중 표현형에 나타나는 유전자
- 열성 대립 유전자 (recessive allele) : 단독으로 존재할 때만 표현형에 나타나는 유전자
- 例) 혈액형 유전자에는, A, B, O 대립 유전자가 있음
. (우성) O형 혈액형의 O 유전자
. (열성) A형 혈액형의 A 유전자
4. 유전 형질 (Genetic Character/Trait, 遺傳形質) : 개체 마다의 차이
ㅇ 개체 마다 차이를 보이는 각각의 변이
- 유전자에 의해 결정됨
ㅇ 유전 형질의 例) 혈액형, 눈 색깔(홍채), 피부색 등에서 특정 차이
ㅇ 유전 형질의 전달 : 유전자의 복사본을 만들어내는 것
- (분자 수준) DNA의 복제
5. 유전 물질 : 핵산 (Nucleic Acid)
ㅇ 유전 정보를 저장하고 전달하는 물질 : DNA, RNA
ㅇ DNA (Deoxyribo Nucleic Acid)
- 유전자가 담겨진 본체
. 유전 형질이 DNA 형태로 프로그램화되어 있음
- 유전 정보(유전자)를 자손에게 전달하는 분자 (화학적 물질)
. 유전 정보란, DNA 가닥을 따라 배열된 뉴클레오타이드 서열을 의미
- 네 종류의 뉴클레오타이드(A, T, C, G)로 이루어진 중합체
. 약 30억 개의 뉴클레오타이드로 구성되어 있음
- 부모와 자손 간의 유사성
. DNA의 정확한 복제와 그 전달에 기초함
- 개인 간 유전적 차이
. 뉴클레오타이드(염기쌍)의 배열 순서가 다르기 때문
- 세포 분열 시 나타나는 각 염색체의 구성
. 하나의 매우 긴 DNA 분자로 구성되어 있음
ㅇ RNA (Ribo Nucleic Acid)
- 단백질 합성에 관여하는 분자 (화학적 물질)
. mRNA, tRNA, rRNA 등이 각각 정보 전달, 아미노산 운반, 리보솜 구성에 관여함
※ [참고]
- 대부분의 생명체와 바이러스는, DNA에 저장된 정보를 기초로 후손에 전달하지만,
- RNA 바이러스의 경우, RNA가 직접 유전 정보를 저장하고, 복제 및 단백질 합성에 관여함
6. 염색체 (Chromosome, 染色體) : 유전 물질 함유 구조물
ㅇ 세포 분열 때 만, 세포핵 속에 나타나는, 굵은 젖가락 모양 구조물
- 유전 물질인 DNA가 돌돌 말린 것
- 사람은 염색체가 23쌍 존재
7. 유전 체 : 게놈 (Genome, 遺傳體)
ㅇ 한 생물체의 유전 정보의 총합 (몸의 설계도)
- 모든 DNA에 담겨있는 유전 정보 한 세트 (유전자 한 세트)
. 한 생명체가 가진 유전자의 총합
※ 인간 게놈 프로젝트 (HGP, human genome project) (1990 ~ 2003년)
- 사람의 유전자 지도를 만들고, 염기 서열을 분석하는, 기술적인 프로젝트
ㅇ 유전체는, 수백만 년에 걸친 진화의 산물임
8. 센트럴 도그마 (central dogma)
ㅇ DNA 정보가, RNA를 거쳐, 생체의 대부분인 단백질로 만들어진다는 개념
- DNA는 스스로 복제 가능하지만, RNA,단백질은 전 단계의 유전 물질을 주형 삼아 만들어짐
ㅇ 즉, 유전(생명) 정보는,
- DNA 염기 서열에서 RNA로 전사되고, RNA에서 단백질이 번역되나,
- 그 반대 방향으로는 정보가 전달되지 않는다는 가설
ㅇ 유전 정보의 흐름 과정
- 복제 (replication) : DNA가 스스로를 복제하는 과정
- 전사 (transcription) : DNA에서 RNA가 만들어지는 과정
- 번역 (translation) : RNA 정보를 이용해 단백질을 합성하는 과정
9. [참고사항]
ㅇ 가계도 (Pedigree) : 여러 세대에 걸친 조상-자손(부모-자식) 간의 상호관계
ㅇ 히스톤 (histone)
- 세포 핵 안에서 DNA를 패키징하고 있는 단백질
ㅇ 유전자 발현 (gene expression)
- 유전자 내 정보에 따라, 특별한 모양,기능을 갖는 단백질을 생산(합성)하는 과정
. DNA -(전사)-> RNA -(번역)-> 단백질
ㅇ 유전자형 (제노타입, genotype)
- 특정 형질을 결정하는 생물의 유전적 구성 (DNA 서열)
ㅇ 표현형 (페노타입, phenotype)
- 유전자형과 환경의 상호작용에 의해 나타나는, 실제 관찰 가능한 특성 (꽃 색깔,키,혈액형 등)
ㅇ 유전자 편집, 게놈 편집 (genome editing)
- 특정 유전자를 삽입,삭제,수정하여 생물체의 유전적 특성을 변화시키는 기술
- 크리스퍼 (CRISPR, clustered regularly interspaced short palindromic repeats)
. 유전자 편집에 사용되는 효소 기반의 도구 (유전자 가위 기술)
. 특정 DNA 서열을 정확히 절단 가능
ㅇ 텔로미어 (Telomere)
- 염색체 말단에 위치한 DNA 반복 서열로, 염색체 보호 및 세포 분열 시 염색체의 안정성 유지
ㅇ 후생 유전 (Epigenetics)
- DNA 염기서열의 변화 없이 유전자 발현이 조절되는 현상
. DNA 메틸화, 히스톤 변형 등과 같은 화학적 변화로 인해,
. 유전자의 발현이 켜지거나 꺼질 수 있으며,
. 이 변화가 세포 분열이나 세대를 거쳐 유전될 수도 있음