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과학상식나라

토머스 헌트 모건[Thomas Hunt Morgan] 유전자

44,313 2018.03.07 13:27

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1866.9.25.~1945.12.4.
 미국
동물학자, 유전학자


초파리로 유전의 비밀을 밝히다.

20세기의 생물학은 1900년에 멘델의 유전법칙이 재발견되면서 시작되었다. 많은 과학자들이 유전의 물질적 기초와 그 메커니즘을 해명하기 위해 집중적인 노력을 기울였다. 그중에서 가장 독보적인 존재는 초파리와 평생을 함께 한 토머스 모건(Thomas Hunt Morgan, 1866~1945)이라 할 수 있다. 모건은 초파리 연구를 통해 염색체가 유전정보를 전달한다는 사실을 실험적으로 입증함으로써 유전학을 튼튼한 반석 위에 올려놓았다.

모건은 동물의 발달 초기 단계와 배아를 다루는 발생학을 전공했는데, 그의 주된 연구 대상은 바다거미였다. 바다거미는 바다의 밑바닥에서 서식하는 동물로서 생김새나 구조로는 갑각류처럼 보였다. 모건은 발달 단계별 해부학적 연구를 통해 바다거미가 거미류에 더 가깝다는 결론을 내렸고, 1890년에 박사학위를 받았다.

1897년에는 자신의 첫 번째 저서인 『개구리 알의 발달: 실험발생학 입문』을 썼다. 그 책에서 그는 실험과학의 신봉자답게 과학이론이 수많은 실험을 통해 검증된 사실을 바탕으로 형성되어야 한다는 의견을 피력했다. 이어 1901년에는 동물의 신체가 어떻게 새로운 조직으로 재생되는지에 관한 당시까지의 지식을 정리해 『재생』이라는 책을 펴냈다. 1903년에는 『진화와 적응』을 통해 다윈이 주장한 자연선택에 의한 진화론이 수많은 허점을 가지고 있다고 지적했다

초파리의 눈 색깔이 가진 비밀을 풀기 위한 모건의 실험은 계속되었다. 그는 붉은 눈과 흰 눈의 초파리를 서로 교배시켜 자손들(F1)이 모두 붉은 눈이라는 점을 확인했다. 붉은 눈을 만드는 유전자가 우성인 것이다. 다음에 그는 F1 자손들을 자가 교배시켰다. 멘델의 법칙에 따르면, 붉은 눈 초파리와 흰 눈 초파리가 3: 1의 비율로 나와야 했다. 그런데 실제로는 붉은 눈이 3,470마리, 흰 눈이 782마리로 4: 1의 비율에 가까웠다. 또한 붉은 눈을 가진 초파리는 수컷이 1,011마리, 암컷이 2,459마리였지만 흰 눈의 경우에는 모두 수컷이었다.

모건은 이 수수께끼를 풀 수 있는 돌파구를 연관성에서 찾았다. 멘델은 모든 유전형질이 독립적으로 전달된다고 보았지만, 모건은 일부 유전형질이 서로 연관되어 있다고 생각했던 것이다. 모건은 자신의 실험을 꼼꼼히 분석해 X염색체에 초파리 눈의 색깔을 결정하는 유전자가 있다는 결론을 내렸다. 오늘날에는 X염색체나 Y염색체에 있는 유전자를 ‘성 연관 유전자’라고 부른다. 수컷 초파리는 단 하나의 X염색체를 가지므로 열성 형질이 그대로 발현된다. 반면 암컷은 두 개의 X염색체를 가지므로 한 개가 열성 인자를 가지고 있더라도 나머지 정상 X염색체가 우성이면 우성 형질이 발현되는 것이다.
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