PAP(생물)

매클린톡

Ac/Ds의 조절과 옥수수 알갱이 색깔의 관계. 아무런 무늬가 없는 10번 옥수수 알갱이는 Ac가 없고, Ds가 안토시아닌을 억제한 결과이다. 11번부터 13번까지는 하나의 Ac가 존재한다. Ds가 이동할 수 있어 약간의 안토시아닌이 합성될 수 있다. 14번에는 2개, 15번에는 3개의 Ac가 존재한다.

주요 경력[편집]

• 미국 유전학회 부회장 (1939)
• 국립과학아카데미 회원 선출 (1944)

동그라미 모양 염색체의 발견[편집]

매클린톡은 1931년과 1932년 여름동안 유전학자 루이스 스태들러와 함께 미주리 대학교에서 엑스레이를 이용한 옥수수 유전자의 인위적 돌연변이에 대해 연구했다. 그녀는 이 연구 중 방사선에 의해 손상된 염색체의 끝부분에서 일어나는 융합 현상의 결과로 만들어지는 환상염색체를 식별해 내었다. 이 증거로부터 염색체 끝에 안정성을 담당하는 구조가 있을 것이라는 가설을 세웠다. 매클린톡은 후속 연구에서 감수분열과정에서 일어나는 환상염색체의 손실이 옥수수잎에 나타나는 얼룩무늬의 원인이라는 것을 밝혀냈다. 또한 이 시기에 옥수수의 6번 염색체 위에 인의 조립에 필요한 인 형성체가 존재함을 발견했다.

X선과 옥수수 얼룩무늬[편집]

미주리 대학교에서는 엑스레이를 이용한 옥수수 세포유전학 연구를 계속했다. 그녀는 이 과정에서 옥수수 염색체들의 분절과 접속 현상을 관찰하였다. 체세포분열 과정에서 분절된 염색체들은 염색체가 복제되는 동안 다시 달라붙었다. 체세포분열 후기에 분절된 염색체들은 염색분체다리(염색분체교)를 형성하였다. 이 염색분체다리는 염색체가 세포의 극으로 끌려갈 때 분해되었다. 염색체의 분절된 끝부분은 다음 세포분열의 간기동안 다시 접속되었다. 이 과정이 세포주기와 함께 계속 반복되었으며 이것은 곧 배젖에서 관찰되는 얼룩무늬의 원인으로 밝혀졌다.

옥수수 유전자 지도 그리기[편집]

콜드 스프링 하버 연구소로 자리를 옮긴 뒤 그녀는 X선을 이용하여 옥수수의 유전자가 염색체의 어느 부분에 위치하고 있는지 밝혀내려 노력했다.

자리바꿈 현상의 발견[편집]

:en:transposon 문서를 참고하십시오.

콜드 스프링 하버 연구소에서 매클린톡은 제9염색체에 문제가 있는 옥수수를 자가 수분시켰다. 그리고 그 씨앗을 밭에 심어 재배했다. 이는 염색체의 ‘분절-접속 과정’에서 나타나는 돌연변이를 지속적으로 관찰하기 위해서였다. 그 결과 염색체의 ‘분절-접속 과정’의 양상에 따라 자식 세대의 옥수수가 변이를 일으켰다. 자식세대는 이파리의 색깔에서 다양한 형질변이를 보였으며 다른 돌연변이와 달리 한 세대 안에서도 계속해서 돌연변이가 일어났다. 다른 생물에서는 비슷한 사례가 있었는데 이 현상을 대개 ‘돌연변이 유전자(mutable genes)’, ‘잡색(variegation) 현상’, ‘모자이크(mosaicism) 현상’ 등의 이름으로 불리고 있었다. 매클린톡은 이 과정에서 보이는 얼룩무늬의 규칙성과 근접한 조직끼리의 발생 빈도 등을 연구하여 세포분열 초기에 세포들이 서로 다르게 분화한다는 발생유전학의 지표를 열었다. 매클린톡은 인접한 두 구역에서 발생하는 돌연변이의 빈도가 서로 반비례함을 발견했다. 관련성이 있던 세포는 서로 자매 세포였다. 따라서 그녀는 체세포분열이 일어날 때 어미세포로부터 딸 세포가 서로 다른 유전자를 받아 다르게 분화한다는 확정 현상을 기본으로 2년여간의 연구를 거쳐 이것이 염색체의 ‘분절(breakage)’ 혹은 ‘분해(dissociation)’을 제어하는 방식과 관련이 있음을 알아냈다. 이는 염색체의 ‘자리바꿈’을 최초로 포착한 단서이기도 하다. 매클린톡은 염색체의 활동을 제어하는 기본 원리를 어떤 인자가 신호를 받으면 반응하여 원래 붙어있던 자리에서 떨어져 나오는 현상을 관찰하고 ‘Ds-Ac 체계 라 이름붙였다. Ds는 다른 요소들과 분리되는 분해자(dissociation)을 뜻하고 Ac는 신호를 전달하는 활성자(activator)를 뜻한다. 이때, 분해자인 Ds나 활성자인 Ac가 원래의 위치가 아닌 다른 곳에서 발견되는 경우가 있는데 이를 포괄해서 유전자의 ‘자리바꿈’ 혹은 ‘전이’라고 칭한다. 같은 모세포에서 서로 다른 유전자 구성을 가진 딸 세포가 만들어질 수 있었던 것이 바로 Ds 유전자의 전이 현상 때문이다. 매클린톡과 트랜스포존의 중요성이 과학계에서 인정받기 시작한 것은 프랑수아 자코브와 자크 모노에 의해 박테리아의 lac 오페론이 주목을 받은 이후부터였다. 오페론은 매클린톡이 주장한 조절 인자의 실존하는 예시였다.

옥수수의 기원에 대한 연구[편집]

1957년 매클린톡은 록펠러재단의 후원으로 남아메리카에서 연구를 할 기회를 얻었다. 옥수수의 종류가 다양하게 존재했던 남아메리카에서 그녀는 옥수수의 진화에 대해 흥미를 가졌다. 그녀는 1962년부터 노스캐롤라이나 롤리의 대학에서 옥수수를 연구하는 다른 과학자들을 감독했다. 록펠러재단의 후원을 받는 다른 몇몇 과학자들은 1970년대 이후까지도 그녀의 옥수수 연구를 이어 진행했다.

[출처 구글 위키백과]