감수 분열

고등학교생물DNA 복제가 한 번 선행되고, 상동 염색체의 방향이 독립적으로 정해지며, 두 염색분체 사이의 교차가 선택적으로 일어나는 결정론적 이배체 감수분열

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이 실험 소개

상동 염색체 쌍의 방향을 정하고 연속된 두 번의 분열 결과를 비교합니다. 첫 번째 분열에서는 상동 염색체가 분리되고, 두 번째 분열에서는 자매 염색분체가 분리됩니다. 연관된 두 유전자좌 사이에 교차가 일어나는 경우를 선택하면, DNA 복제가 추가로 일어나지 않아도 부모형 염색분체와 함께 재조합 염색분체가 나타날 수 있음을 확인할 수 있습니다.

학습 목표

  • 상동 염색체의 분리와 자매 염색분체의 분리를 구별합니다.
  • 한 번의 복제와 두 번의 분열에 걸쳐 DNA 양을 추적합니다.
  • 상동염색체의 방향과 지정된 교차가 배우자의 대립유전자 문자열과 어떤 관계가 있는지 살펴봅니다.

사용 방법

  1. 1복제 후 감수 1분열 전기를 살펴보고 각 상동염색체 쌍의 방향을 선택합니다.
  2. 2AB와 ab 쌍에서 교차를 한 번 활성화한 다음, 첫 번째 분열까지 진행합니다.
  3. 3감수 2분열까지 진행하고 최종 산물 네 개를 모두 살펴봅니다.
  4. 4교차를 끄고 다른 쌍의 방향을 선택해 반복한 뒤, 대립유전자 문자열을 기록합니다.

모델

두 번의 분열을 통한 DNA 분배
n쌍의 상동 염색체 각각의 독립적인 방향 선택

가정

  • 첫 번째 스냅샷 시점에는 DNA 복제가 이미 완료되어 있습니다. 추적 중인 계의 전체 DNA 양은 내내 4C이며, 최종 반수체 산물 하나당 1C입니다.
  • 첫 번째 쌍은 AB와 ab를 지닙니다. 선택된 교차에서는 각 상동염색체의 염색분체 하나씩 사이에서 말단 쪽 유전자좌가 교환되어 재조합 염색분체 두 개가 만들어집니다. 다른 쌍은 C/c와 D/d를 지닙니다.
  • 방향 패턴은 결정론적이며 각 쌍에는 두 가지 선택지가 있습니다. 염색체 소실, 돌연변이, 유전자 전환 및 여러 번의 교차는 제외됩니다. 선택된 교차는 하나의 사건이지, 측정된 재조합 확률이 아닙니다.

수업에서 해 보기

  1. Q1첫 번째 감수분열과 두 번째 감수분열 사이에 S기가 없는 이유는 무엇인가요?
  2. Q2상동 염색체 쌍의 네 염색분체 중 두 개만 교차에 관여하는 이유는 무엇인가요?

자주 묻는 질문

2ⁿ은 이 한 번의 감수분열에서 그만큼의 세포가 만들어진다는 뜻인가요?

아니요. 이는 여러 번의 감수분열에서 가능한 상동 염색체 방향 패턴의 수를 나타냅니다. 모델로 나타낸 한 번의 감수분열에서는 산물 4개가 만들어집니다.

한 번의 교차 후에 AB 부모형 산물 2개와 재조합형 산물 2개가 존재하는 이유는 무엇인가요?

선택된 구간을 교환하는 것은 비자매 염색분체 2개뿐입니다. 나머지 2개는 원래 조합을 유지합니다.