2011/12/10 23:37

제 3의 성(the third sex) ; 세포 소기관 유전자의 갈등 해결법 Evolutionary theory

  제 3의 성(the third sex)에는 유달리 동양방송 로고가 많이 등장한다.  
 
그림은 다시 빌어오도록 하자.  기호로 설명하면 편하니까.


  합친 다음이 문제다.  이번 포스팅은 그에 대한 얘기다.
  우선 핵 유전자는 '추첨'을 통해 다음 세대의 접합자(생식 세포)를 만들기로 합의를 하고 둘이 공존하는 상태므로 갈등이 적다[1].  하지만 미토콘드리아와 엽록체에 남아 있는 유전자끼리는 어떤가?  이 사이에 싸움이 벌어지니 문제다.
  구체적으로 왜 위 m1과 m2, c1와 c2 사이에 싸움이 일어나는가?  이들이 다음 세대로 전해지려면 세포질을 전해 주는 접합자를 통해 가는 수밖에 없다(익숙한 이름으로는 '난자'다).  m과 c 중 어느 것이건 그 접합자의 세포질에 승차하지 못한다면 다음 세대로 가지 못한다는 얘기다.  그러면 어떻게?  접합자를 타기 전에 무조건 세포질 안에서 숫자를 늘려서 접합자의 세포질에 승차할 확률을 올려야지 뭐.

아하 소기관들이 세포의 이익인 에너지 생산 등에 봉사하지 않고

늘어나려고만 하겠군


  이 경향이 통제되지 않을 때 일어나는 현상 중 하나를 클라미도모나스(chlamydomonas)란 녹조류에서 볼 수 있다.

  More complicated mechanisms may come into play in organisms that show both maternal and biparental inheritance, such as Chlamydomonas and the geranium, Pelargonium.  Sager(1977) has proposed a model to explain the production of maternal zygotes (MZ), biparental zygotes (BPZ), and paternal zygotes (PZ) in Chlamydomonas. Chlamydomonas is isogamous and has two mating strains, mt+ ("maternal") and mt- ("paternal"). She suggests that the cpDNA (chloroplast DNA) from the two strains are differentialiy marked, perhaps by methylation of the mt+ cpDNA, and that linked to the mt+ allele is a gene that produces a restriction enzyme which degrades the unmarked mt- cpDNA. If degradation is complete (and it usually is) the zygote has only cpDNA which comes from the "maternal" parent. If degradation is incomplete or does not occur at all, the zygote is biparental. If the mt+ cpDNA is inhibited, either experimentally or by the "mat 1" mutation on the mt- cpDNA, "paternal" zygotes are formed.  Chiang (1976) suggests that the cpDNA from both parents is destroyed in the zygote, but that the paternal cpDNA is destroyed faster. Sears, Boynton & Gillham (1977) also believe that parental DNA is continuously destroyed during zygospore maturation, but that paternal cpDNA is destroyed earlier or faster.

- Cytoplasmic Inheritance and intragenomic conflict, Leda Cosmides & John Tooby, J. Theor. Biol. 89, 83~129(1981)



  바로 이 문제 때문에, 접합자 둘이 만났을 때 세포질이 섞이는 경우라면 소기관을 한 쪽에서만 받으려는 경향이 나타나는 것이다.[2]  세포 내 유전자들의 대립 포스팅에서 보듯이, 소기관 없이 핵 유전자만 전달하는 개체를 우리는 '수컷'이라 부르고, 소기관까지 전달하는 쪽을 '암컷'이라 부르며, 이는 접합자의 크기에서도 그대로 나타난다.[3] 
  만약 성이 여럿이라면, 그 여러 성 사이에 세포 소기관을 어느 편에서 받을지 합의가 있어야 한다이것이 쉽지 않기 때문에 세포질이 섞여서 소기관이 혼합될 수 있는 생식 방법을 쓰는 생물에서는 대체로 성이 두 가지밖에 나타나지 않는 것이다.  오히려 이 설명의 예외가 정당성을 입증해 준다.

  ...(세포질의) 융합성교를 하는 종들에게는 대체로 두 종류의 성별이 나타난다.  특히 두 방식 모두로 성교를 하는 '하모류(下毛類)' 섬모충은 좋은 예이다.  하모류가 융합성교를 할 때에는 두 종류의 성별이 보이고, 접합성교를 할 때에는[2] 많은 성별이 나타난다.
  1991년 이 이야기를 정리하고 있을 때, 마침 허스트는 이와 상반되는 경우를 찾았다.  융합생식을 하는데도 13종류의 성별이 관찰되는 변형균이 있었다.  그렇지만 하스트(sic.)는 계속 파고들어 13개의 성별이 위계에 따라 배열된다는 것을 발견하였다.  어느 것과 결합하든 성별 13은 언제나 소기관을 제공한다.  성별 12는 성별 11이나 그 이하의 개체와 결합할 때에만 소기관을 제공한다.  계속 이런 식으로 진행된다.  이것이 훨씬 더 복잡하기는 하지만, 두 종류의 성별을 갖는 것과 큰 차이가 없다. 

- 'The red queen(붉은 여왕)', Matt Ridley, 김윤택 역, 김영사 간, p.161~62

URL; http://www.nature.com/nature/journal/v354/n6348/abs/354023a0.html


  漁夫

[1] 감수 분열에서 일어나는 교차가 이 '추첨'을 더 임의적으로 만들면서 유전자 사이의 혼합을 더 철저하게 수행해 준다.  '합의'란 것도 단순화한 얘기지만 우선 그렇다 치자고...
[2] 세균은 유전자를 다른 세균에서 얻을 때 세포질이 이동하지 않는다.  그리고 버섯도 마찬가지라고 하는데 이런 경우 소기관 문제는 일어나지 않는다.  이것이 '접합성교'로, 가는 관을 통해 핵 유전자만이 이동한다.
[3] 접합자의 크기가 어느 한 편은 매우 크고 한 편이 상대적으로 매우 작은 것을 설명하는 방법에는 또 하나가 있는데 tbC™


핑백

덧글

  • RuBisCO 2011/12/11 00:15 # 답글

    단순히 늘어나는거 보다도 서로 그 안에서 경쟁을 벌이는 거로군요. 하기야 본래 그 유래를 생각해보면 저런 경쟁이 벌어져도 이상하진 않겠네요.
  • 漁夫 2011/12/11 19:01 #

    만악의 근원(!)이 소기관 유전자처럼 보이는데, 이러면 왜 핵으로 도망갈 수 있는데도(그리고 그러면 더 이로운데도) 소기관 유전자들이 왜 소기관에 남아 있는가가 문제지요.
  • RuBisCO 2011/12/12 01:04 #

    뭐 잘은 모르겠는데, 사실 애시당초 그 유래가 서로 별개의 개체였던 만큼 아직 그런게 남은게 아닐까요? 비슷한 핵 외 유전자인 플라스미드도 박테리아의 유전자 안에 도입되는 일이 많진 않잖아요? 그리고 일부 유전자 같은 경우는 그 일부가 유사한게 존재하는 경우도 있으니 옮겨간 거라고 볼 수도 있지 않을까요?
  • 漁夫 2011/12/12 21:15 #

    이 문제에 대해 좀 진화적 시각을 주는 책이 전에 소개한 닉 레인의 '미토콘드리아'입니다. 그 점은 후에 소개하기로 하겠습니다.
  • 보리차 2011/12/11 10:01 # 답글

    잘 읽었습니다. 두 가지 성별이 유리한 이유가 재미있네요.

    TBC 제공시보 10시를 알려드리겠습니다.
    뚭 뚭 뚭 삐-
  • 漁夫 2011/12/11 19:02 #

    뚜 뚜 뚜 삐~~~~~
  • Allenait 2011/12/11 12:54 # 답글

    '위계' 라.. 나름대로 다 그런게 있었군요
  • 漁夫 2011/12/11 19:02 #

    만악의 근원은 소기관........ ㅎㅎㅎㅎㅎ
  • BigTrain 2011/12/11 20:43 # 답글

    오오 상브르와 뫼즈 연대! 예전 MBC였나 복싱경기 시작 전 틀어주던 음악이었지요. 링크보다는 연주가 좀 빨랐던 것 같습니다만.
  • 漁夫 2011/12/11 21:04 #

    네 저도 '이제 한 판 붙어야지'란 의미로 링크 삽입했지요. 이 시그널 순풍 산부인과에서도 써먹었더군요. 등장 인물들끼리 '한 판 붙기' 전에요 ;-)
댓글 입력 영역
* 비로그인 덧글의 IP 전체보기를 설정한 이글루입니다.


내부 포스팅 검색(by Google)

Loading

이 이글루를 링크한 사람 (화이트)

833

통계 위젯 (화이트)

553
367
1289062