멘델의 단성 잡종 교배 가이드

개요

왜 갈색 눈을 가진 부모 밑에서 파란 눈의 아이가 태어날 수 있을까요? 왜 키 큰 완두콩의 자손 중에서 키 작은 개체가 나타날까요? 19세기 중반, 그레고어 멘델은 완두콩 재배를 통해 유전학의 신비를 밝혀냈습니다. 이 실험은 단성 잡종 교배를 시뮬레이션하여 형질이 어떻게 분리되는지, 그리고 무작위성 뒤에 숨겨진 통계적 법칙을 이해하도록 돕습니다.

배경 지식

핵심 개념

공식 및 유도

실험 단계

1. 1

   부모 설정

   제어 패널에서 부모 1과 부모 2의 유전자형을 선택합니다. 고전적인 '$Aa \times Aa$' 모델로 설정해 보세요.
2. 2

   생식 세포 분리 관찰

   중앙 도표를 통해 부모가 $A$와 $a$ 생식 세포를 만드는 과정을 관찰합니다. 각 생식 세포가 나타날 확률은 얼마일까요?
3. 3

   퍼넷 사각형 구성

   생식 세포가 무작위로 결합하여 나타날 수 있는 모든 결과($2 \times 2 = 4$가지 조합)를 보여줍니다. 각 조합이 나타날 확률은 얼마일까요?
4. 4

   대규모 시뮬레이션

   자손 수를 $N=100$으로 설정하고 '시뮬레이션 실행'을 클릭합니다. 실제로 나타나는 우성 형질과 열성 형질의 비율을 관찰해 보세요. 이론적 예측과 정확히 일치하나요? $N$을 $2000$까지 늘려보면 비율이 어떻게 변화하나요? (힌트: 표본 크기가 클수록 규칙성이 ____)

학습 목표

• 대립유전자, 유전자형, 표현형의 정의를 마스터합니다.
• 분리 법칙의 메커니즘(생식 세포 분리와 무작위 수정)을 깊이 이해합니다.
• 퍼넷 사각형을 사용하여 자손의 유전자형 및 표현형 분포를 예측할 수 있습니다.
• 유전적 무작위성과 대수의 법칙 사이의 관계를 인식합니다.

실제 적용

• 유전 상담: 가족력을 바탕으로 특정 열성 유전병(예: 알비노)이 자손에게 나타날 위험을 예측합니다.
• 동식물 육종: 교배와 선발을 통해 서로 다른 품종의 우수한 형질(예: 내병성, 다수확)을 하나의 품종으로 모읍니다.
• 임상 진단: 가계도를 통해 개체의 보인자 여부를 추론하여 정밀 의료를 지원합니다.
• DNA 친자 확인: 법의학 및 개인 유전자 검사 서비스에서는 멘델의 유전 원리를 이용하여 대립유전자를 비교함으로써 친자 관계를 판정합니다.
• 유전자 편집(CRISPR): 현대 유전자 편집 기술은 멘델의 유전 법칙을 이론적 기반으로 특정 유전자를 정밀하게 수정합니다.

일반적인 오해

추가 읽을거리

• 위키백과 - 멘델의 유전 법칙