돌연변이

1.돌연변이는 유전자 자체의 변화에 의하여 일어나는 경우와 염색체의 일부가 잘려 없어지거나, 여분으로 늘어나서 유전자가 새로 추가되거나 결실로 인하여 발생되는 유전적인 변화이다. 천연적으로도 일어나지만 인위적으로 방사선이나 화학물질 등의 영향으로 일어나는 일도 있다. 인위적으로 일어나는 돌연변이를 인위돌연변이(人爲突然變異)라고 한다. 돌연변이는 보통 생식세포에서 일어나 자손에게 전해지는데 이것을 생식세포 돌연변이라고 한다. 또, 체세포에 돌연변이가 일어나는 경우도 있으며 이것을 체세포 돌연변이라고 하는데, 누에에서 볼 수 있다. 식물에서는 그 부분의 휘묻이 ·꺾꽂이 등으로 이것을 번식시킬 수도 있는데 배의 품종 중에 그 예가 있다. 보통의 개체를 야생형(野生型)이라 하고, 그 속에서 자연적 또는 인위적인 조작에 의해 변이가 생긴 것을 돌연변이체라고 한다.

영국의 C.다윈이 1859년에 진화의 구조를 설명하는 가운데 자연선택 중에서 변이가 최초의 조건이 된다고 하였는데, 이 변이가 돌연변이이다. 네덜란드의 H.드 브리스는 1901년과 1903년에 진화의 구조에 대하여 돌연변이가 중요하다고 주장하고 《돌연변이설》이라는 책을 저술하였다. 드 브리스는 변이를 둘로 나누고 생물 1대에서 끝나는 유전적이 아닌 변이를 방황변이(彷徨變異)라고 하였으며, 생식세포에서 일어나는 유전적인 변이를 돌연변이라고 하였다. 천연적으로 일어나는 돌연변이는 열성(劣性)으로 나타나는 경우가 많으며, 생물이 진화하는 것은 돌연변이의 누적으로 인한 경우가 많다. 인위돌연변이에 대해서는 미국의 J.H.멀러가 1927년 초파리에 X선을 조사(照射)하여 처음으로 인위적으로 돌연변이를 일으키게 하였다. 이 업적으로 멀러는 1946년에 노벨생리 ·의학상을 받았다. 또, 영국의 C.아우어배크는 1939년에 마스터드가스(이페릿)로 처리함으로써 초파리에게 최초로 화학물질에 의한 인위적 돌연변이를 일으키게 하였다.

생물에게 X선을 조사한 경우에는 약한 X선을 많이 쬐어도, 강한 것을 짧게 주어도 같은 선량(線量)이면 발생하는 돌연변이의 비율은 같다. 그러므로 조사량과 돌연변이의 비율은 비례한다. 인위돌연변이는 열성으로 일어나는 경우가 많고, 때로는 치사돌연변이(致死突然變異)도 나타난다. 유전자에는 돌연변이가 되기 쉬운 것과 어려운 것이 있고, 초파리의 흰눈의 유전자와 강모(剛毛)의 끝을 분기(分岐)시키는 유전자 등은 야생형(野生型)에서 생기기 쉽다. X선 조사에 의해 초파리에서 돌연변이가 나타나는 것을 자연상태보다도 100∼150배로 높일 수가 있다. 고온이나 저온도 돌연변이를 일으키게 하는 데 유효하다. 사람의 경우, 혈우병의 유전자는 돌연변이로서 5만 명에 1명 정도의 비율로 나타날 가능성이 있고, 미국에 살고 있는 이탈리아인에게 나타나는 일종의 유전성 빈혈병은 2,500명에 1명 정도의 비율로 나타난다고 한다.

유전자 자체의 변화는 디옥시리보핵산(DNA)의 2중나선(二重螺旋)을 횡으로 연락하는 아데닌 ·구아닌 ·시토신 ·티민의 배열이 변하거나 당(糖)과 인산(燐酸)의 나선이 잘라지면 일어난다. 박테리아의 균류에는 영양요구주(營養要求株)가 있다. 이것은 어떤 물질을 합성하는 화학변화의 일부가 작용하지 못하게 되고, 따라서 그 물질을 합성하지 못하는 돌연변이주이다. 이것을 배양하려면 그 물질을 스스로는 합성하지 못하므로 첨가해 주어야 한다. 이처럼 어떤 물질을 요구하는 것은 이 부분에 작용하여 화학변화의 한 단계를 진행시키는 유전자가 돌연변이하여 열성이 되어 작용을 하지 않게 되기 때문이다. 어떤 박테리아의 파지는 그 박테리아의 DNA를 끌어내어, 다른 박테리아를 유전적으로 바꾸어버리는 일도 있고(형질도입), 또 어떤 박테리아의 DNA에서 다른 박테리아를 바꿔버릴 수(형질전환)도 있다. 이것도 돌연변이의 한 형태로 생각할 수 있다.

2.돌연변이의 대처 방법은 아직 발견 하지 못한것 같습니다
그것이 DNA 의 문제 여서 해결 방법을 찾지 못했지만
이제는 DNA 를 모두 해독해 냄으로써 앞으로 몇년뒤에는 해결 방법이 차츰 나오게 될것입니다.


3.염색체 돌연변이
염색체의 수나 구조에 이상이 생긴 경우

1 염색체 수 이상
: 감수분열시 염색체의 비정상적인 분리(비분리)현상에 의해 발생
⑴ 이수성 : 염색체수가 정상보다 한 개또는 두 개 많거나 적어지는 현상(2n+1, 2n-1, 2n+2, 2n-2..)
① 다운 증후군 :21번 염색체 3개- 2n+1=47 (정신지체, 머리가 작고 미간이 멀어짐)
② 터너 증후군 : 성 염색체 :XO(1개) - 2n-1=45 (여성 체형에 불임, 키가 작음)
③ 클라일펠터 증후군 : 성 염색체:XXY(3개) - 2n+1=47(남성 체형. 불임이며 가슴 발달)
④ 에드워드 증후군 : 13번 염색체:3개 - 2n+1=47(정신지체, 입, 코가 작고 심장이 기형)

⑵ 배수성 : 감수분열시 염색체 전체가 비분리되어 염색체 수가 한조(n)씩 많아지는 경우 (3n, 4n ...)
① 씨없는 수박(3n) - 일반수박에 콜히친처리
② 사람에게는 잘 나타나지 않음

⑵ 염색체 구조 이상
① 결실 : 염색체의 일부가 없어진 경우
- 사람의 염색체 5번의 특정한 부위에서 결실이 일어나면 신체적 정신적 발달이 느려지고 고양이 울음소리를 내게 되는 묘성증후군(고양이 울음소리 증후군)질환이 발생한다.
② 중복 : 상동 염색체 일부가 더 붙은 경우
- 노랑초파리의 막대모양의 눈(Bar eye)은 염색체의 중복에 의해 일어난 돌연변이 .
③ 역위 : 염색체의 일부가 끊어져 거꾸로 붙은 경우
- 역위에 대한 확실한 질병은 아직 알려진 것이 없는것 같네요.
④ 전좌 : 염색체의 일부가 끊어져 다른 염색체에 붙어거 바뀌어 들어간 경우
- 다운증후군은 대표적은 이수성 돌연변이로 많이 알려져 있으나, 구조 돌연변이에서 전좌의 경우로 해당됩니다. 이수성 돌연변이와의 차이는 이수성 다운증후군은 염색체의 비정상적인 분리에 의해 2n+1을 가지는 경우로 유전되지는 않지만 전좌로 생긴 다운증후군은 그 염색체를 자손에서 물려두게 되는 것이 다른 점입니다.

4.
1.DNA가 밝혀지기까지

1944년 오스왈드 에이버리가 DNA(디옥시리보핵산)가 유전에 관여한다는 사실을 발견

1953년 제임스 왓슨과 프란시스 크릭이 생명 복제의 신비를 간직한 DNA 이중나선구조를 밝힘. 인간의 경우 DNA는23쌍(한쌍은 X, Y의 성염색체)의 염색체로 이뤄졌다. 이를 연결하면 폭 1천억분의 5cm, 길이 1백52cm가 된다.이 안에는 30억개의 염기쌍이 들어 있다. 염기는 아데닌(A), 구아닌(G), 시토신(C), 티민(T) 등 4종류가 있으며, 이들은 A-T, T-A, G-C, C-G 등 4가지 염기쌍의 결합을 통해 유전암호를 만든다. DNA 안에 있는 염기쌍의 결합 구조의 모형을 완성.

1958년 미국의 생화학자 아서 콘버그와 스페인 출신의 세베로 오초아가 박테리아 로부터 DNA를 복제하는 효소를 찾아냈다. 이 효소는 DNA와 단백질을공급하면 DNA를 주형(鑄型)으로 삼고 단백질을 재료로 사용해 똑같은 DNA를 만들어낸다. 콘버그와 오초아는 이듬해 노벨생리의학상을 받았다.

1960년대 중반 마셜 니런버그, 로버트 홀리, 고빈드 코라나 등은 DNA의 유전정보를이용해 아미노산이 어떻게 단백질로 합성되는지를 밝혀 유전 연구에 박차를 가했다. 세사람은 1968년 노벨생리의학상을 받았다.

1960년대 말 DNA 안에 어떤 유전자가 들어있는지를 알아보기 위한 유전자 가위가 발견됐다. 제한효소라고 불리는 유전자 가위는 DNA 분자를 정확한 위치에서 잘라줄 뿐 아니라 특정한 유전자를찾아 다른 유전자들과 분리시켜 주기도 한다. 제한효소의 발견으로 DNA 연구는 비약적으로 발전하기 시작했다. 이를 발견한 스위스의 분자생물학자 베르너 아르버, 미국의 대니얼 네이선스와 해밀턴 스미스 등은 1978년 노벨생리의학상을 받았다.


2.DNA 구조

1개의 염색체엔 수천개의 유전자가 들어 있으며, 하나의 유전자는 다시 약 6000 쌍의 염기로 구성되어 있어, 약 30억 쌍으로 이루어진 D N A 는 길이 1.5 m, 무게 1천억 분의 1g에 불과한 DNA 가닥에 담겨있다.

* 인체는 60∼100조 개의 세포로 구성
* 1개의 세포는 2개의 게놈 ( 46개의 염색체 )
* 1개의 염색체는 수 천개의 유전자로 구성
* 1개의 유전자는 수많은 염기 벽돌로 구성
* 3개의 염기가 하나의 아미노산을 지정
* 아미노산 수 만개가 모여 단백질 합성
* 단백질이 각 개인의 형태나 성질을 나타냄


3.게놈과 유전자

인간의 몸을 구성하는 모든 세포에는 중심에 핵이 있고 그 핵 속에는 23쌍의 염색체가 있다. 이 염색체 속에는 유전자가 있으며 게놈은 바로 유전정보가 들어있는 염색체 전체를 가리키는 말이다. 유전자는 단백질을 만들기 위한 설계도라고 할 수 있다. 태아가 자라는 것에서 일상 생활 속에서 먹고 마시는 것, 각종 질병에 걸리는 것까지 모든 생명현상을 조절하고 통제하는 것이 바로 단백질이다. 유전자라는 말과 항상 함께 등장하는 DNA는 염색체를 만드는 물질로서 단백질 설계도를 그리는 화학적 언어이다.
유전자 설계도는 아데닌(A), 티민(T), 시토신(C), 구아닌(G) 이라고 하는 4가지 염기로 그려진다. 인간 게놈은 31억6천470만 개의 염기로 이루어져 있고 유전자는 저마다 크기가 다르지만 평균적으로 6천 개의 염기로 이뤄져 있다. 인체 내 세포에서는 항상 유전자의 지시에 따라 필요한 단백질이 만들어지고 있으며 이에 따라 태아의 성과 인종 등은 물론 수십년 후에 특정 질병에 걸릴 위험까지 결정된다. 인간 게놈지도 완성은 게놈을 이루고 있는 31억6천470만 개의 염기가 어떤 순서로 배열돼 있는지를 밝혀낸 것이다.


4.인간 유전자는 몇개인가? 3만에서 15만에 이르기까지 다양한 설이 있다.

인간게놈의 염기서열이 거의 결정됐지만 그 속에 담겨 있는 유전자의 개수는 아직 미지수로 남아있다.일반적으로 사람 유전자 개수는 8만-10만개로 추산되고 있지만 학자들이 제시한 수는 3만에서 15만에 이르기까지 다양하다.

*2만6천-3만8천개 정도라고 주장----HGP와 셀레라사

이것는 선충(1만8천개)과 과실파리(1만3천 개)의 2배 정도에 지나지 않는 것이며 효모(6천 개)나 결핵균(4천 개)과도 큰 차이가 없는 것이다.

*2만7천7백-3만4천3백개---프랑스 지노스코프의 크롤리우스 박사

인간게놈 프로젝트의 공동 참가국인 프랑스 지노스코프의 크롤리우스 박사는 인간과 복어의 염기서열을 비교해 보면 그 숫자는 더 작아진다고 주장했다. 두 염기서열을 비교해서 동일한 유전자가 포함된 부분을 찾아내는 형식으로 계산 했더니 인간의 유전자 개수는 2만7천7백-3만4천3백개로 추정됐다

* 3만8천5백개라고 주장---독일 분자생물공학 연구소의 로젠탈 박사-미국 워싱턴 대학의 필 그린 박사

1999년 12월과 올해 5월 인간 염색체 중에서 처음으로 21번, 22번 염색체의 염기서열 해독이 완료됐다. 이들 염색체의 염기쌍 수는 각각 33.8Mb(3천3백80만 염기쌍)와 33.4Mb(3천3백40만 염기쌍)으로 둘을 합하면 인간게놈 크기의 약 2%에 해당한다. 그리고 두 염색체로부터 찾은 유전자는 7백70개에 이른다. 그렇다면 단순한 산술계산으로 인간 게놈의 총 유전자수가 불과 3만8천5백개(770/0.02)라고 논문에서 주장하였다.

*4만8천11개---미국 국립 인간게놈 연구소의 콜린스 박사

초파리는 선충보다 더 고등하지만 유전자의 개수가 적은 점을 고려할 때 생물체의 복잡성이 유전자의 개수와 비례하는 것은 아니라는 말이다. 그러므로 인간게놈의 유전자가 하등 생물보다 훨씬 많을 것이라는 생각이 틀릴 수 있다는 추측도 가능하다.

* 6만6천 개 이상으로 밝혀졌다고 주장---미국 오하이오 주립대학 연구팀


5. cDNA

초기에 많은 연구자들은 게놈에서 전사된 1차 산물인 RNA의 모든 종류를 모아 유전자의 종류나 유전자수를 파악해 왔다. 1차 산물인 RNA는 단일나선으로 불안정하며 또한 수명이 짧기 때문에 연구자가 시험관내에서 취급하기가 쉽지 않다. 그러나 RNA는 인위적으로 이중나선인 DNA로 전환시킬 수 있다. 이렇게 만들어진 것을 ‘cDNA’(copy 또는 complementary DNA)라고 부른다. 따라서 cDNA의 개수로부터 게놈의 유전자 개수를 알 수 있는 것이다. 물론 하나의 cDNA 자체가 바로 하나의 유전자를 의미하지는 않는다.

RNA를 분리하고 cDNA로 전환하는 과정에서 RNA의 부분적인 소실이 있어 많은 경우 cDNA는 ‘조각 유전자’ 또는 EST(expressed sequence tag)라고 불린다. 즉 EST는 유전자 또는 유전자의 일부 염기서열을 의미하는 것이다. 인체조직을 대상으로 전세계에서 도출된 모든 EST에 대한 염기서열 정보는 대부분 데이터베이스로 구축돼 있는데, 미국 국립보건원 산하 ‘국립생물정보센터’(NCBI)의 유전자은행(GenBank)이 바로 그곳이다. 현재까지 모아진 EST 데이터베이스(dbEST)에 등록된 총 EST 수는 약 1백60만건에 이르고 있으며, 중복된 것을 제외하고 대표성 있는 EST를 분류하면 약 12만개에 이른다. 따라서 EST 데이터베이스를 근거로 인간 유전자 수를 약 12만개 정도로 예측하고 있다.

염기서열만으로는 유전자를 완전히 확인하기 어렵다는 사실이 밝혀졌다. 게놈지도가 완성된 상태에서도 유전자수를 2만6천개에서 4만개 사이로 추측하는 것도 이 때문이다. 따라서 서로 다른 종 간의 염기서열을 비교해 유전자에 대한 정보를 얻어내는 작업이 필요하다. 최근 밝혀지고 있는 복어의 염기서열은 사람의 유전자를 찾는데 유용하게 쓰이고 있다. 쥐의 연구 결과 사람과 쥐의 유전자는 서로 95-97% 동일하고 유전자의 발현을 조절하는 부분도 상당수가 비슷한 것으로 추측되기 때문이다.

유전자를 찾는 더 확실한 방법은 cDNA를 얻어 게놈지도 상에서 해당하는 부분을 역추적하는 작업이다. cDNA란 mRNA로부터 거꾸로 얻어낸 DNA 가닥으로 유전자에서 실제 엑손부분에 해당하기 때문에 어느 부분이 유전자인지 확실히 알 수 있다. 내년까지는 사람에게서 1만-1만5천개의 완전한 길이의 cDNA가 얻어질 전망이다.


5.④ 복귀돌연변이

야생형-->다른서열로 바뀌면 정돌연변이, 야생형으로 바뀌면-->복귀돌연변이
(이것 이외에 정확하게 나온것은 없지만 도움이 될까 싶어 밑에도 적어둡니다)
유전자 돌연변이

진화--> 유전정보를 정확하게 후손에게 물려준다.
DNA복제 과정중에 염기서열이 변화하는 유전자돌연변이가 발생
돌연변이의 유현, 발생메카니즘, 검출, 인위돌연변이의 유기와 이용

제1 돌연변이의 유형

1. 돌연변이의 일반적 특성
유전자 돌연변이란-->유전정보를 보유하고 있는 DNA의 염기서열에 생긴 변화
유전자는 스스로의 자기복제 능력을 유지하면서도 외부자극에 의해 돌연변이가 일어나서
유전적 다양성을 유지하고 있다.

유전적 다형(polymorphism)
동형접합(열성돌연변이), 아조변이(생장점의 우성변이)
10-6 - 10-4

2. 돌연변이의 유형
1) 유전물질의 변화에 근거한 유형
점돌연변이: 염기 1쌍이 차환, 삽입, 결실등
다점돌연변이(Multi-site mutation) 2쌍이상
① 점돌연변이: missense mutation, 다른한개가치환된것(CCA->CTA로바뀌면 글리신이 아스파르트산으로 대치된다.
nonsense mutation, ACC(트리프토판지정)-->ACT, ATC 종료, 사슬종료 돌연변이, 단백질 합성이 종료된다.
Silent mutation, -->TCA, TCG로 변해도 같은 세린을 지정
② 염기전위 돌연변이와 염기전환 돌연변이
피리미딘간(일환염기, C-->T; T-->C); 퓨린간(이환염기, A-->G, G-->A) 염기전위 피리미딘에서 퓨린-->염기전환 돌연변이 * 3개 염기의 마즈막 유전암호가 일환염기 또는 이환염기끼리 바뀌면 동일한 아미노산을 지정하는 경우가 많지만< TTT->TTC(모두 리신을 지정)> 그 반대의 경우 서로다른 아미놋산을 지정하는 경우가 많다.TTG(리신->아스파라긴산으로 대치>
③ 격자이동돌연변이(frameshift mutation)
염기쌍 하나가 이동되거나 삽입되면 전부 바뀐다.
④ 복귀돌연변이
야생형-->다른서열로 바뀌면 정돌연변이, 야생형으로 바뀌면-->복귀돌연변이

2) 표현형의 변화에 근거한 유형
* 형태적돌연변이(可視突然變異)
致死突然變異(劣性인 경우가 대부분)
條件突然變異(온도감수성), 조건치사돌연변이
* 생식돌연변이(germ cell mutation)와 체세포돌연변이(somatic cell mutation)
* 자연돌연변이(spontaneous)와 인위돌연변이(induced mutation)

제2 돌연변이의 메카니즘

1. 돌연변이와 단백질 합성
아미노산의 전하(+/-)에 따라 3차구조가 변화하여 효소의 기능이 달라진다.
* +전하(리신)->메치오닌(0) 치환되거나 또는 (-)를 띈 아스파라트산이 히스티딘(+)을 치환되면 단백질 3차구조가 달라진다.
* 같은 양전하를 가진 리신과 히스티딘간의 치환에서는 단백질의 3차구조가 바꿔지지않음.
* 단백질 활성부위에 있는 아미노산의 대체는 -->영향이 크고, 측지가 다른 아미노산간의 대체, 프로린이나 시스테인이 다른 아미노산과 대체되면 표현형이 변한다.

2. 염기쌍 치환
티민과 구아닌 -->케토형(keto; C=O), 에놀형(enol; OH-C)
아데닌과 시토닌--> 아미노형(amino), 이미노형(imino)
* 티민(케토형)일때->아미노형인 아데닌과 결합, 에놀형일때 아데닌 대신 구아니과 결합하는 염기전위(transition) 가 일어난다.
* 아데닌(amino형)->imino형으로 바뀌는 경우 티민대신 시토신과 결합->염기전위
* 토토머화(tautomerization): 카르보닐(carbonyl)화합물에 결합되어 있는 수소원자(H)의 위치가 바뀌어 異性質體가 되는 즉 케토형과 에놀형이 상호변환되거나 아미노형과 이미노형이 상호 변환되는 현상으로 DNA염기치환의 원인이 된다.
* 탈아미노화(deamination)
시토신과 아데닌이 탈아미노화가 되면 우라실과 하이포크산틴으로 바뀐다 ->염기전위. 하이토산틴은 시토신과 결합, 원래 시토신-구아닌 염기쌍은 티민-아데닌으로 바뀌고 아데닌- 티민 염기쌍은 구아닌-시토신으로 바뀐다. --->염기쌍 치환이 일어난다.

3. 염기 삽입 및 결실
* frameshift mutation의 경우 -> AAAA, TTT같은 연속 배열 중에서 염기하나가 순간적으로 빠져나와서 생길수가 있다.
* 염기 한두쌍이 아니고 수천- 수백쌍으로 이루워진 DNA단편이 삽입되는 경우-> 이동유전자(transposon), 전이유전자(transposon)

4. 돌연변이 유발유전자(mutator gene)
* Mutator gene: 돌연변이율을 증가시키는것, DNA중합효소 활성을 저하시켜 DNA복제시 잘못을 교정하는 기능을 저하시킴.
(E. coli DNA중합효소II 밀접한 관계가 있어서 DNA복제과정중 아데닌 티민염기쌍을 시토닌--> 구아닌 염기쌍으로 쉽게 바꾼다)

5. 돌연변이와 DNA수선
자외선에 의해서 형성된 피리미딘 2량체 때문에 발생한 DNA상처의 수선방법
1) 광회복: 광회복효소가 피리미딘 2량체에 결합을 절단하여 원래 상태의 염기로 환원
2) 제거수선: 상처부위를 제거하고 원래 DNA를 재합성하여 연결시키는 방법
* 뉴클레오티드제거수선: 피리미딘2량체에의한 상처수선
* 염기제거수선: 탈아미노화된 염기가 DNA glycosylase나 엔도뉴클레아제의 작용으로 DNA에서 제거되는 것
3) 재조합수선(recombination repair): 상처부분의 DNA를 상보적인 관계로 재조합하여 메운다.
4) SOS 수선: 상처부분를 부정확한 염기서열로 보수한다.

6. 돌연변이와 전이인자
* 위치를 이동 할 수있는 DNA 단편(transposable element 또는 transposon): 전이유전자가 다른 유전자의 프로모터에 삽입되면 그유전자는 전사가 일어나지 않으며 액숀 부분에 끼어 들어가면 번역격자이동이 일어나 전여 다른 아미노산을 지정하게 된다.

전이인자는
* 첫번째: IS(insertion sequence)으로 양쪽 끝에 역반역배열을 가진 크기가 작고 이동에 필요한 유전정보만을 가진것
* 두번째: IS가 있고 그사이에 항생제 저항성, 박테리아독소, 병원성 또는 특정의 당분해성 유전자를가진 Tn(transposon); Tn은 어느부위에도 삽입되는 것과 특정부위에만 삽입되는 것이있다.
* 진핵생물의 전이인자는 양쪽 끝에 250-600bp의 긴 말단 반복배열을 가지며 이동해야 할 DNA는 먼저 RNA로 전사된 후 이것이 다시 두가닥 DNA로 역전사되어 새로운 위치에 삽입.

제3 돌연변이 검출법

1. 돌연변이율
* 총개체수에 대한 돌연변이 개체수의 비->돌연변이율(mutation rate)
* 돌연변이율은 생물의 종류 및 유전자의 종류에 따라 다르게 나타나는 이유--> DNA복제과 정중에 작동하는 교정기능의 차이와 상처난 DNA 에 대한 수선기능의 차이가 그 원인이 될수있다. 박테리아는 세대수가 빨라 돌연변이율 검출이 용이하다.

2. 돌연변이 검출법
* 가시돌연변이->우성돌연변이(이형접합상태에서도 표현형 변이) 열성돌연변이(동형접합자일때만 표현형으로 나타남)->검정교배
* 반성돌연변이->수컷에서 쉽게 찾아냄
* 치사돌연변이-> 우성치사유전자->동형,이형모두치사; 열성치사유전자->이형접합에서 정상, 동형인 경우 모두치사
* 평행치사유전자-> 두종류의 열성치사유전자가 동일한 염색체 상에 각각 이형접합상태로 위치.
* 미생물의 영양요구성 돌연변이-> 세균의 항생물질저항성 변이주를 검출하는데 replica plating

method이용

제4절 인위돌연변이의 유기와 이용

1. 돌연변이 유기원
* 1927년 Muller가 초파리에 X선을 처리->인위돌연변이 유기
* mutagen(돌연변이 유기원): 돌연변이율을 증가시키는 물리적요인 및 화학물질 물리적요인(자외선과 전리방사능)
화학적물질(염기유사물질, 알킬화물질, 색소류 및 기타물질)

1) 자외선(ultraviolet light;UV)->자외선의 에너지가 DNA에 흡수 여러가지 광합화학반응을 일으켜 피리미딘 2량체형성(염기간격이 좁아져서 이부분의 DNA복제가 어렵다), 수화, 탈아미 노화 현상(염기쌍치환을 유발하여 돌연변이율을 증가시킨다)을 일으킨다.

2) 전리방사선(ionizing radiation):X, r 열선, 중성자등과 같이 전자의 방출에 의해 물질분자에 전리현상을 일으킨다. DNA사슬의 절단, 염기파괴, 염기유리, 수소결함의 절단, 무기인산의유리

3) 염기유사물질(base analogue): DNA복제시 염기쌍 형성에 끼어든다.

4) 알킬화물질(alkylating agent): 황머스커드(sulfur mustard)를 포함한 dMS, dES, MMS, EMS, MNU, ENH등 알킬기를 가지고 있는 화학물질이 이에 속한다.
* 알킬화 반응을 일으키어 DNA 복제시 정상적인 염기쌍 형성을 방해한다.
* 식물세포의 돌연변이 유기제로 사용

5) 아크리딘색소(acridine): prroflavine과 acridine orage등이 있으며 ->박테리아에서 돌연변이를 유기한다.

6) 아질산, 히드록실아민 및 아지드:
* 아질산(nitrous acid: HNO2)는 염기에서 아미노산기(-NH2)를 케토(=O)변동시키는 탈아미노산화 작용을 한다. -> 염기전위 돌연변이 유발.
* 하드록실아민(NH2OH): 시토신과 반응할때 만 염기전위를 이르킨다. 시토신의 아미노기와 반
응하여 히드록실이민(=N-OH)을 가지는 히드록시시토신을 형성 아데닌과 쌍을 이루므로써 염기쌍 GC->AT로 바뀐다.
* 이지드(azide): sodium azide(NaN3)가 널리 사용된다.(pH가 낮은 상태에서 효과가 크다)

2. 돌연변이 유발방법
1) 방사선감수성과 처리방법;
*LD50 : 방사선 감수성을 표시하는 단위.(방사선 처리후 일정시간후에 50%가 치사하는 선량)

2) 화학물질 처리방법
*생물의 종류, 처리부위, 처리당시의 온도,수분함량,광선등에 여러가지요인에 의해 영향을 받음
* 식물의 경우->알킬화물질과 azide로써 종자, 생체 및 배양세포에 모두 처리
* 영양번식개체->생체처리후 가장효과적인 발육단계와 처리부위를 찾아내어야 한다.

3. 돌연변이의 이용

* 유전학을 연구하는 중요한 도구
* DNA분자 내부에서 일어나고 있는 변이의 종류와 변이 발생의 메카니즘을 밝히고 그것이 형
질발현에 어떤 영향을 끼치는가를 구명하는 등 생명현상의 본질탐구에 이용.