교차
감수 1분열 전기에 상동 염색체 비자매 염색분체 사이에서 유전자 재조합이 일어나는 현상이다.
감수 1분열 전기에 상동 염색체가 나란히 붙어 2가 염색체를 이룰 때, 비자매 염색분체끼리 일부를 맞바꿔 새로운 유전자 조합이 만들어지는 현상입니다.
같은 순서로 정리된 두 벌의 카드 덱을 나란히 놓고 몇 장씩 서로 바꿔 끼우는 것과 같습니다. 카드의 자리(유전자 자리)는 그대로인데, 그 자리에 놓인 카드(대립유전자)의 조합이 달라집니다.
쉽게 말하면
연관과 교차에서 봤듯이, 같은 염색체에 놓인 유전자들은 한 덩어리로 함께 이동하려는 성질이 있습니다. 그렇다면 연관된 유전자 조합은 영원히 바뀌지 않아야 할 텐데, 실제로는 부모에게 없던 조합이 자손에서 일정 비율로 나타납니다. 그 이유가 교차입니다.
교차는 감수 분열 1분열 전기에 일어납니다. 상동 염색체 두 개가 접합해 2가 염색체를 이루면 총 4개의 염색분체가 나란히 놓이는데, 이때 서로 다른 염색체에서 온 염색분체(비자매 염색분체) 사이에서 조각이 교환됩니다. 교환이 일어난 지점은 X자 모양(키아즈마)으로 관찰됩니다.
교차의 결과로 만들어지는 배우자는 두 종류로 나뉩니다. 부모가 가지고 있던 조합 그대로인 부모형과, 교차로 새로 생긴 재조합형입니다. 두 유전자 자리가 염색체에서 멀리 떨어져 있을수록 그 사이에서 교차가 일어날 가능성이 커지므로 재조합형의 비율도 커집니다. 이 성질을 이용해 재조합률로 유전자 사이의 상대적 거리를 재고 염색체 위 순서를 그린 것이 유전자 지도입니다.
이렇게 나타납니다
-
예시 1재조합률로 거리 읽기어떤 교배에서 재조합형 자손이 전체의 였다면 두 유전자 사이의 재조합률은 입니다. 같은 염색체의 다른 두 유전자에서 재조합률이 로 나왔다면, 그 두 유전자는 앞의 쌍보다 더 멀리 떨어져 있다고 판단합니다. 절대적인 물리적 거리가 아니라 '교차가 얼마나 잘 일어나는가'로 잰 상대적 거리입니다.
-
예시 2한 번의 교차가 만드는 배우자 네 개2가 염색체의 네 염색분체 중 두 개 사이에서 교차가 한 번 일어나면, 결과로 생기는 배우자 넷 중 둘은 재조합형이고 나머지 둘은 교차에 참여하지 않아 부모형 그대로입니다. 그래서 교차가 아무리 활발해도 재조합률은 를 넘을 수 없습니다.
-
예시 3재조합률이 50%에 가까울 때두 유전자가 같은 염색체에 있어도 아주 멀리 떨어져 있으면 그 사이에서 교차가 거의 항상 일어나, 재조합률이 에 가까워집니다. 이때는 서로 다른 염색체에 있는 것처럼 독립적으로 유전되는 것처럼 보입니다 — 연관인데 독립처럼 보이는 경우입니다.
자주 하는 오해
자매 염색분체 사이에서 교차가 일어난다고 생각하기
이렇게 생각하기 쉬움복제된 두 염색분체가 붙어 있으니 그 둘 사이에서 조각을 바꾼다
실제로는유전적으로 의미 있는 교차는 비자매 염색분체, 즉 아버지 쪽 염색체와 어머니 쪽 염색체에서 온 염색분체 사이에서 일어납니다.
자매 염색분체는 복제로 만들어진 완전히 같은 복사본입니다. 같은 것끼리 조각을 바꿔 봐야 결과가 달라지지 않습니다. 서로 다른 대립유전자를 가진 상동 염색체끼리 바꿔야 새 조합이 생깁니다.
교차가 일어나면 배우자가 모두 재조합형이 된다고 생각하기
이렇게 생각하기 쉬움교차가 일어난 세포에서 나온 배우자 4개는 전부 새로운 조합이다
실제로는네 개 중 둘만 재조합형이고 둘은 부모형입니다. 그래서 재조합률의 최댓값이 입니다.
2가 염색체에는 염색분체가 넷인데, 한 번의 교차에는 그중 둘만 참여합니다. 나머지 둘은 손대지 않은 채 그대로 배우자로 들어갑니다. 재조합률이 를 넘는 값이 나왔다면 계산이 틀린 것입니다.
선수 개념 — 이걸 먼저 알아야 해요
이후 개념 — 이 개념을 배우면 이어집니다
없음 — 이 개념이 마지막입니다
같은 단원의 개념 — 생명의 연속성과 다양성
가계도 분석고2감수 분열고2개체군고2개체군 생장 곡선고2계통수고2군집고2다인자 유전고2먹이 그물고2멘델 유전고2물질 순환고2변이고2복대립 유전고2사람의 유전고2상동 염색체고2생물 다양성고2생존 곡선고2생태 피라미드고2생태계와 에너지 흐름고2생태적 지위고2성염색체와 반성 유전고2세포 주기고2염색체고2우열 관계와 중간 유전고2유전병고2유전적 부동고2자연 선택고2종 분화고2질소 순환고2천이고2체세포 분열고2탄소 순환고2하디-바인베르크 법칙고2
자주 묻는 질문
Q1교차가 없으면 유전적 다양성이 사라지나요?
줄어들지만 사라지지는 않습니다. 교차가 전혀 없어도, 감수 1분열 중기에 상동 염색체 쌍이 어느 쪽으로 갈라질지가 쌍마다 무작위로 정해지기 때문에 배우자 조합은 여전히 엄청나게 많습니다. 교차는 여기에 '같은 염색체 안에서의 재조합'을 더해 다양성을 한 단계 더 키웁니다.
Q2재조합률이 인 두 유전자는 다른 염색체에 있는 건가요?
그렇게 보이지만 단정할 수 없습니다. 같은 염색체의 아주 먼 두 유전자도 재조합률이 에 가까워집니다. 두 경우를 구별하려면 그 사이에 있는 제3의 유전자를 함께 조사해 사슬처럼 이어 봐야 합니다.
Q3체세포 분열에서도 교차가 일어나나요?
체세포 분열에서는 상동 염색체가 접합해 2가 염색체를 이루는 과정 자체가 없습니다. 교차는 상동 염색체가 나란히 붙는 감수 1분열 전기에 일어나는 사건입니다.
교육과정 2022 개정 · 고2 생명과학 · 생명의 연속성과 다양성
수록 심화 (교육과정 밖 확장 개념)
교차와 독립 분리가 만든 다양한 배우자가 어떻게 자손의 형질 비율로 나타나는지는 멘델 유전에서 확인할 수 있습니다.
전체 연결 구조가 궁금하다면
초3~고3 과학 646개 개념의 연결을 한 화면에서 탐색할 수 있습니다.
교차 지도에서 확인하기 →