멘델의 유전학

멘델의 유전학

1800년대 중반 체코의 수도사 그레고르 멘델(1822년~1884년)이 완두콩 실험을 시작했을 때 유전에 관하여 알려진 주요 이론이 두 가지 있었습니다. 첫번째 이론은 부모의 형질이 반반씩 섞이면서 자식의 형질을 형성한다는 것이고, 두번째 이론은 자식이 태어나는 환경이 그 자식의 형질을 결정한다는 것입니다. 그런데 멘델은 이 두 가지의 이론이 모두 틀렸다는 것을 증명했습니다. 

1856년부터 1863년까지 멘델은 실험을 위해 대략 2만 8000개의 완두를 재배했습니다. 멘델은 수도원 정원을 자주 산책하며 평범한 완두의 기본적인 특징들에 주목했습니다. 그는 완두꽃이 보라색이거나 혹은 하얀색이며 중간색은 없다는 것을 알아차렸습니다. 콩깍지도 황색이거나 녹색이었고 중간색은 없었습니다. 완두 줄기는 길거나 짧았습니다. 멘델은 절대 섞이지 않는 것처럼 보이는 대립 형질 일곱 가지를 발견했고, 즉시 교배 실험을 시작했습니다. 

멘델이 녹색 콩깍지 완두의 황색 콩깍지 완두를 교배했을 때 자식 세대는 모두 녹색 콩깍지였습니다. 그러나 자식 세대들끼리 교배했을 때는 다음 세대는 4분의 1이 노란색 콩깍지였습니다. 완두의 키에 대해서도 동일한 결과가 나왔습니다. 키 큰 완두와 키 작은 완두를 교배했을 때 다음 세대는 모두 키가 컸지만 그다음 손자 세대는 4분의 1이 노란색 콩깍지였습니다. 

이런 패턴을 보고 멘델은 대립 형질, 유전자, 우성 유전, 열성 유전이라 불리게 되는 개념들을 생각해냈습니다. 멘델은 식물이 근본적으로 부모 양쪽으로부터 각각 하나의 유전 단위, 즉 한쌍의 대립 유전자를 받는다고 결론 내렸습니다. 두 대립 유전자는 오직 하나만 밖으로 발현되지만 그다음 세대에 유전될 가능성은 같습니다. 그러므로 키 큰 완두와 키 작은 완두를 교배했을 때 자식 세대는 키를 크게 하는 우성 형질과 키를 작게 하는 열성 형질을 둘 다 가지게 됩니다. 

겉으로는 모두 키가 컸지만 키를 작게 하는 형질도 발현만 되지 않았을 뿐 모두 지니고 있습니다. 그래서 그 세대를 자가 교배했을 때 다음 세대의 4분의 1은 키 큰 형질 2개를 가지고, 2분의 1은 키 큰 형질과 키 작은 형질을 각각1개씩 가지며,4분의 1은 키 작은 형질 2개를 갖습니다. 키 작은 형질을 1개 가지고 있든 2개 가지고 있든 모두 키가 작은 완두로 발현됩니다. 현대 유전학의 밑바탕이 되는 이런 기본적인 관찰은 특정 성질이 왜 세대를 건너뛰어 나타나는지를 설명해줍니다. 

이처럼 멘델은 훌륭한 기록을 남겼음에도 불구하고 결과가 너무 정확하다는 인상이 있었기 때문에 후대 과학자들에게 어이없는 무시를 당하게 됩니다. 그들은 대체로 멘델이 확증 편향에 사로잡혀 데이터를 조작한 것은 아닌지 의심했다고 합니다. 멘델의 연구는 당시 거의 무시되었고, 안타깝게도 멘델은 살아생전에 주목받지 못한 채 세상을 떠났습니다. 결국 1900년대 들어와서 식물학자들에 의해 그의 연구가 재발견되었고 유전학이라는 학문이 완전히 바뀌는 계기가 되었다고 합니다.