신문은 선생님

"엄마. 저 엄마 딸 맞아요?"

학교에서 돌아온 지은이가 시무룩한 얼굴로 엄마에게 물었어요.

"그게 무슨 소리니? 당연히 엄마 딸이지."

"물론 닮은 데가 있긴 하죠. 그런데 아빠 엄마 모두 쌍꺼풀이 있는데 전 없잖아요? 친구들이 저보고 진짜 부모님 맞느냐고 물어봤다고요."

"그건 친구가 유전법칙에 대한 지식이 부족해서 그런 말을 한 거야. 쌍꺼풀이 있는 부모에게서도 외꺼풀인 자녀가 태어날 수 있어."

"정말요? 그런데 유전법칙은 뭐죠?"

"유전법칙이란 자녀가 부모 형질을 물려받을 때 적용되는 수학적 규칙을 의미해."

"수학요? 유전과 수학이 관련이 있나요?"

"응. 잘못된 지식이지만 지은이가 방금 말한 '부모님 모두 쌍꺼풀이 있으면 자녀도 쌍꺼풀이 있다'는 내용도 증명된 사실이라면 법칙이라고 말할 수 있지."

"그럼 쌍꺼풀이 있는 부모에게서 외꺼풀인 자녀가 태어날 수 있다는 건가요?"

"물론이야. 지은이 혈액형은 B형이지? 엄마도 B형이고, 그런데 아빠는 A형이잖아? 이건 어떻게 생각하니?"

"음. 엄마한테만 받은 거겠죠?"

"그렇지 않아. 지은이의 유전자 속에는 아빠와 엄마의 유전자가 반씩 들어 있어. 당연히 혈액형도 영향을 받지. 단지 O형을 나타내는 유전자는 그 유전형질이 겉으로 드러나지 않을 뿐이야."

"유전형질이 겉으로 드러나지 않는다고요?"

"그래. 사람 혈액형은 일반적으로 A, B, AB, O형으로 알려졌지만 사실 A형은 AA형과 AO형으로, B형은 BB형과 BO형으로 구분돼. 여기서 O형은 겉으로 드러나지 않는 형질이기 때문에 OO형일 때만 O형으로 나타나고 다른 형질과 만나면 숨어 있게 되지."

"아. 그럼 전 BB형일 수도 있고 BO형일 수도 있다는 건가요?"

"하하. 지은이가 B형이란 것은 아빠가 AO형이란 걸 의미해. 만약 아빠가 AA형이었다면 엄마가 BO형일지라도 {AB, AO} 두 가지밖에 나올 수 없기 때문에 B형이 태어날 수 없는 거야. 아빠가 AO이고 엄마가 BB일 때는 {AB, BO}, 엄마가 BO일 때는 {AB, AO, BO, OO}가 되어 어떤 경우에라도 B형 자녀가 태어날 수 있지. 따라서 지은이의 혈액형은 무조건 BO가 된다는 걸 알 수 있어."

"와. 제 혈액형에 그런 비밀이 있었군요? AO형과 BO형이 만나면 네 가지 혈액형이 나올 수 있다는 사실이 신기하네요."

"맞아. 지금은 엄마가 BB형인지 BO형인지 알 수 없지만, 만약에 지은이 동생이 태어났을 때 O형이 태어났다면 엄마는 무조건 BO형이란 걸 알 수 있게 되는 거지."

"아하. 재미있어요. 그럼 제가 외꺼풀인 것은 두 분에게 숨겨져 있던 유전자끼리 만난 건가요?"

"맞아. 쌍꺼풀 유전자를 A라고 한다면 외꺼풀 유전자는 a라고 나타낼 수 있어. 그것은 두 유전자가 만났을 때 외꺼풀 유전자는 드러나지 않기 때문이야. 이렇게 두 유전자가 만났을 때 드러나는 쪽을 '우성'이라고 하고, 숨게 되는 쪽을 '열성'이라고 해. 쌍꺼풀 유전자 A는 우성이고 외꺼풀 유전자인 a는 열성이지. 즉 엄마와 아빠 모두 Aa 유전자를 가지고 있었기 때문에 지은이는 aa가 되어 외꺼풀이 된 거야."

◇신체 부위의 우성·열성

"그런데 궁금한 게 있어요. 엄마 유전자와 아빠 유전자가 더해져 제가 되었다면 제 안에 있는 유전자는 엄마, 아빠의 두 배인가요?"

▲ /그림=이창우

"좋은 질문이야. 흔히 유전자를 DNA라고 하는데, 무수히 많은 DNA가 뭉쳐져 있는 것을 염색체라고 부르지. 염색체는 세포의 핵 속에 있는데, 사람은 한 체세포에 46개씩 들어 있어. 사람은 수정란이라는 한 세포에서 성장한 것이기 때문에 몸을 구성하는 모든 세포에 같은 염색체가 들어 있어. 즉 머리카락을 구성하는 세포 속 DNA와 혈액 세포 속 DNA 정보는 똑같지. 하지만 단 한 가지, 생식세포(정자, 난자)의 염색체 수는 절반, 즉 23개야. 그것은 다른 세포와 달리 정자와 난자가 만들어질 때는 염색체 수를 반으로 줄이는 '감수분열'을 하기 때문이지. 그래서 수정란의 염색체 수는 아무리 대를 거듭해도 46개로 변함이 없는 거란다."

"정말 생명은 신비한 것 같아요. 그럼 혹시 성별을 결정하는 유전자에도 우성·열성이 있는 거예요?"

"그렇지 않아. 물론 성별을 결정하는 성염색체는 여성이 XX, 남성이 XY로 Y염색체에 따라서 성별이 결정되지만, YY란 것은 존재하지 않기 때문에 우열로 나타낼 수 없어. 그런데 XX와 XY로 두 문자를 조합하면 경우의 수는 {XX, XX, XY, XY}가 되어 남자와 여자의 비율이 50:50인 걸 알 수 있어. 전 세계적으로 남자와 여자 수가 비슷한 이유는 이러한 원리에 영향을 받기 때문이야."

"유전에 수학적 규칙이 있는 것이 신기하네요. 저도 쌍꺼풀이 있었으면 좋았을 텐데, 좀 아쉬워요."

"열성 유전자가 나쁜 것을 의미하는 게 아니야. 지은이는 누구보다도 눈이 매력적인걸? 생각해 보면 열성 유전자는 드러날 확률이 낮은 만큼 더 특별한 면도 있단다."


[관련 교과]6학년 2학기 '경우의 수와 확률'


[함께 생각해봐요]

소, 개, 침팬지, 개구리의 염색체 수는 각각 60, 78, 48, 26개입니다. 이들의 생식세포 속 염색체 수를 계산하고 그 염색체 수의 공통점을 찾아봅시다.

풀이: 체세포의 염색체 수는 암수가 같이 만나 이뤄진 것이죠. 따라서 각 생식세포의 염색체 수는 체세포 염색체 수의 절반임으로 30, 39, 24, 13개입니다. 생식세포의 염색체 수는 짝수, 홀수 모두 가능하지만, 체세포 수는 항상 짝수이지요.