1. 생명체의 정보 저장소, 염색체

생명체의 정보 저장소, 염색체 


세포의 최우선 과제는 자신을 복제하는 것이다. 이렇게 생물체가 자신을 복제하는 것을 통해 우리는 모든 살아 있는 생물체가 하나의 세포로부터 출발한다는 것을 알 수 있다. 이는 생물체를 이루는 데 필요한 모든 정보가 하나의 세포 안에 들어 있기 때문이다. 그런데 그 정보는 한 세포의 모세포로부터 주어진 것이고 그 모세포의 정보는 또 그의 조상 세포로부터 전해진 것이다. 

식물과 동물의 세포 내부에서 발견되는 그 정보의 운반자는 염색체이다. 이 염색체는 세포의 핵이 두 개로 나뉘기 직전에 실가닥 같은 모양을 분명하게 드러낸다. “염색체 (chromosome)"란 단어는 ”colored body"란 뜻이다. 과학자들은 현미경으로 세포를 쉽게 관찰하기 위해 염료를 사용하였는데 이것이 염료를 잘 흡수하는 까닭에 염색체라 이름지어졌다. 모든 생물은 종에 따라 특정한 개수의 염색체를 가지고 있다, 그 염색체는 비슷한 모양이 붙어 있는 한 쌍으로 되어 있는데 한쪽은 부계로부터, 다른 한쪽은 모계로부터 받은 것이다. 예를 들어 사람은 23쌍의 염색체, 즉 46개의 염색체를 가지고 있다. 난자와 정자를 제외한 인체의 모든 세포는 동일한 수의 염색체를 가지고 있다. 난자와 정자를 제외한 인체의 모든 세포는 동일한 수의 염색체를 가지고 있다. 그런데 생식세포는 정확히 절반인 23개를 가지고 있다. 이는 두 생식세포가 만나서 하나의 생명체를 만든다는 것을 볼 때 들어맞는 수이다. 사람의 난자와 정자가 만날 때 부계로부터 23개, 모계로부터 23개의 염색체가 합쳐짐으로써 수정란은 양쪽으로부터 각각 유전 정보를 물려받게 된다. 이렇게 해서 생물체는 염색체의 수를 대대로 일정하게 유지시킨다. 

수정 과정에서의 염색체의 행동과 멘델의 유전법칙과의 연관성을 살펴본 과학자들은 유전자가 염색체 상에 반드시 존재한다고 믿게 되었다. 1910년 미국의 유전학자 모건은 초파리의 교잡 실험에서 우연히 얻은 결과를 통해 이러한 생각이 옳다는 것을 증명하였다. 모건은 돌연변이된 수초파리가 정상적인 붉은색이 아닌 흰색 눈을 갖는다는 것을 발견하였다. 그는 또한 돌연변이된 초파리를 계속해서 번식시키는 실험을 통해 흰 눈을 나타내는 유전 형질이 X와 Y의 염색체 중에서 X염색체를 항상 따라다니는 것을 발견하였다. 모건은 이 결과를 통해 눈동자 색을 나타내는 유전자가 X염색체 안에 있다는 것을 깨닫게 되었다. 이는 오늘날 잘 알려진, 성과 연관된 유전 현상인 반성유전의 예가 되었다. [참고 ; 초파리 중에서도 특히 노랑초파리 (Drosophila melanogaster)는 20세기 초기의 유전학 실험에서 기본적으로 이용되었다. 초파리는 유전 실험에 가장 이상적이었는데, 기르기가 쉽고 비용이 적게 들며 2주의 짧은 생명 주기를 가지면서도 모든 유전 정보를 불과 4쌍의 염색체에 가지고 있기 때문이다.]