인간 게놈 프로젝트에서 사람의 게놈 지도를 완성했다고 말씀드렸습니다. 좀 더 정확히 말하면 각 염색체의 DNA 염기서열을 알아낸 것입니다. 대부분의 유전자는 염색체에서 특정한 위치를 차지하고 있습니다. 그 위치는 보통 고정되어 있습니다. 그러나 여기 저기 옮겨다니는 DNA 단편(조각, fragment)이 있습니다.

트랜스포존(transposon)

출처: 위키백과
옥수수의 색깔이 안정적으로 나타나지 않는 원인을 연구하다가 발견했습니다. 옥수수의 색소도 단백질인데, 이 단백질을 암호화하고 있는 유전자가 트랜스포존 안에 들어있어서, 이 세포에서 저 세포로 이동하여 삽입되는 바람에 알갱이의 색깔이 일정하지 않게 나타나는 것입니다.

출처: 위키백과
트랜스포존을 잘라서 이동시키는 효소의 이름은 전이효소(transposase)입니다. 전이효소 유전자는 그림에서 'Tase'입니다. 전이효소의 유전자까지 통째로 옮겨가니까, 옮겨간 곳에서도 다시 전이효소를 만들어서 다른 곳으로 또 이동할 수 있습니다.

트랜스포존은 진핵생물이나 원핵생물 모두에서 엄청나게 많이 있습니다. 위키백과에 따르면 인간에게 300,000벌의 트랜스포존 복사본이 있으며, 이는 인간 게놈에서 3%를 차지한다고 합니다. 인간과 침팬지의 DNA가 채 2%도 차이나지 않는 것과 비교해 볼 만 합니다.

트랜스포존과 품종개량

트랜스포존이 품종 개량에 이용가치가 없다면, 교과서에 수록될 이유가 없습니다. 트랜스포존은 스스로 게놈의 여기 저기로 옮겨다니기도 하고 복사본을 뿌리기도 하므로, 이용가치가 높습니다.

• 유전자 조작에서 유전자 운반체로 이용: 육종하고자 하는 유용한 유전자를 트랜스포존에 붙여서 식물 세포에 뿌리면 알아서 게놈에 삽입되므로, 형질전환이 가능합니다.
• 돌연변이를 유발시킴: 단백질이나 효소를 암호화하는 유전자의 중간에 트랜스포존이 끼어들면, 해당 유전자의 기능이 상실됩니다. 혹은 염기서열이 달라져서 아미노산의 순서가 바뀌거나 길이가 달라져서 생각지도 못했던 돌연변이가 나타나기도 합니다.
• 유전자 표지로 사용 가능: 형광펜처럼 쉽게 알아볼 수 있는 DNA 조각의 염기서열(DNA sequence)을 유전자마커라고 합니다. 우리가 염기서열을 알고 있는 트랜스포존은 유전자 표지(genetic marker)로 이용할 수 있습니다.

유전자 표지자(유전자 표지)

유전자 표지자(genetic marker)는 DNA서열로 사람 또는 동물에게서 염색체의 알려진 위치를 확인 할 수 있는 것이다. 유전자 표지자는 유전자 좌위에 있는 돌연변이나 변형에 의해 일어난 다양성을 보여줄 수 있다. 유전자 표지자는 짧은 DNA서열로, 예를 들어 하나의 염기의 변화로 생긴 단일 염기 다형성(SNP) 같은 것들이 있다. 출처: 위키백과

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향문사 재배학 82P에 해당되는 내용입니다.