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[장수철의 생물학을 위하여] ‘우성=우수한 것’이란 착각/연세대 학부대학 교수

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입력 :ㅣ 수정 : 2021-06-29 03:39 장수철의 생물학을 위하여 섹션 목록 확대 축소 인쇄
장수철 연세대 학부대학 교수
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▲ 장수철 연세대 학부대학 교수

우성과 열성은 무엇일까. 키가 크면 우성일까? 지능지수가 높으면 우성일까? 힘이 더 세면 우성일까? 사람들은 흔히 ‘우수한 것’을 우성이라 착각하지만 우수한 것이 우성은 아니다. 유전학에서 우성은 양친에게서 물려받은 두 유전자 중 하나만 있어도, 그것이 무엇이든 그 특징이 나타나는 것을 의미한다. 예를 들어 양친으로부터 다지증 유전자와 정상 유전자를 물려받은 사람은 다지증을 나타내기 때문에 다지증 유전자가 우성이다.

멘델이 유전 현상에서 우성과 열성을 발견한 것은 생물학에서 매우 중요하다. 멘델은 흰색 유전자만 둘을 가진 흰색 순종 꽃과 보라색 유전자만 둘 가진 보라색 순종 꽃을 교배하면 그 자손들은 모두 보라색 꽃만 나오는 현상을 관찰했다. 이처럼 자손들에게 두 가지 유전자 특징 중 어느 하나만 나타나는 것을 완전 우성이라 불렀다. 반면 흰색 꽃은 흰색끼리 교배할 때만 나타나므로 열성이라 했다.

멘델은 보라색 순종과 흰색 순종을 교배해 얻은 1대 잡종 자손이 보라색 꽃만 나타나는 결과를 보고 흰색 유전자가 없어졌을지 모른다고 생각했다. 이를 조사하기 위해 1대 잡종 자손끼리 교배한 결과, 2대 자손들의 꽃은 보라색 꽃과 흰색 꽃이 3대1 비율로 나타났다. 멘델은 흰색 유전자가 없어지지 않았다는 사실을 발견했다. 그러니까 보라색 꽃을 가진 1대 잡종 자손들은 보라색과 흰색 유전자를 모두 지니지만 겉으로 보라색만 표현된 것이다.

멘델은 자신의 실험 결과로부터 보라색 꽃을 나타내는 개체에는 보라색 유전자만 갖는 순종과 보라색과 흰색 유전자 모두를 갖는 잡종이 다 포함된다고 추론했다. 그렇다면 겉으로는 똑같은 보라색 꽃이 순종인지 잡종인지 어떻게 알 수 있을까. 멘델은 보라색 유전자만 가진 보라색 꽃과 흰색 유전자만 가진 흰색 꽃을 교배하면 자손 모두 보라색을 나타내지만, 보라색과 흰색 유전자를 가진 잡종 보라색 꽃과 흰색 꽃을 교배하면 자손이 보라색과 흰색 꽃이 반반 출현할 것이라 예상했다. 멘델의 예상은 맞아떨어졌다.
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멘델이 일곱 형질에서 우성과 열성이 뚜렷이 구분되는 완두를 실험재료로 사용함으로써 우성과 열성 현상을 발견한 것에 대해 생물학자들은 어느 정도 운이 따랐다고 이야기한다. 빨간 꽃 금어초와 흰색 꽃 금어초를 교배하면 자손은 모두 분홍 꽃이 나온다. 만약 금어초를 멘델이 실험 재료로 선택했다면 우성과 열성 개념을 생각해 내는 것이 가능했을까 하는 의문이 든다. 이렇게 대립되는 두 특징이 공존하면 우성 공존이라고 한다. 불완전 우성과 우성 공존은 유전자형과 표현형이 일치한다.

우성 종류가 다양한 이유는 서로 다른 유전자가 합성한 단백질 사이의 상호작용 양상 때문이다. 그리고 다양한 우성과 열성의 관계를 나타내는 예는 많다. 예컨대 ABO 혈액형에서 A와 B는 O에 대해서 완전우성, A와 B는 우성 공존 관계이다. 우성의 종류는 헛갈릴 수도 있다. 굳이 구분해 보면 가로 무늬 셔츠와 세로 무늬 셔츠 사이에서 태어난 자손의 무늬가 가로거나 세로이면 완전우성, 사선이면 불완전 우성, 체크면 우성 공존이라 할 수 있다.

멘델이 철저한 준비를 하지 않았다면 유전학에서 우열 현상은 발견되지 않았을 것이다. 요즘 노력하지 않고 일확천금을 꿈꾸는 젊은이들이 너무 많아진 것 같다. 우리 사회가 그런 풍토를 조성하고 있는 것 같아 답답하다. 성실한 노력 끝에 행운이 찾아온다는 평범한 진리가 다시금 아쉬워진다.
2021-06-29 29면
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