초파리 유전현상 이론 및 실험 설계

서울대학교 생물교육과 유전발생학 실험실

실험 동물로써의 초파리의 장점

• • • • • • • 크기가 작다.

한 세대에서 다음 세대간의 기간이 상온에 서(25 ℃) 10일 정도로 짧다.

각각의 암컷은 400~500개의 많은 알을 낳 는다.

배양하기가 쉽다.

염색체 수가 적다.

염색체가 크다.(침샘 염색체) 많은 돌연변이를 가지고 있다.

교육적으로 활용되고 있는 초파리 실험 1. 초파리 돌연변이의 관찰 2. 침샘염색체 관찰(초파리 3령 유충) 3. 반성유전의 관찰(흰 눈 돌연변이) 4. 초파리 생활사 관찰 5. 분리의 법칙 및 독립의 법칙 관찰 6. 염색체 지도 작성 7. 유전자의 발현 관찰

초파리의 생활사 및 배양

배지 만들기

초파리를 스스로 채집해 보기

초파리 배양을 위한 배지 만들기

• 준비물 - 옥수수 가루, 설탕, 효모, 한천(agar), 프로 피온산, methyl 4-hydroxy benzoate, 당 밀 - 배지를 만들 냄비, 주걱, 플라스틱 메스실 린더, 플라스틱 비커, 약수저, 관병(혹은 쥬스병)

교배실험을 위한 준비물

1. 정상 초파리와 돌연변이 초파리 (흰 눈, 검은 몸, 흔적날개 •갈색 눈 이중돌연변이) ※ 모든 교배에서 암컷은 미교배 암컷으로 사용한다.

2. 마취도구 (마취용 깔대기, 붓, 솜이 들어있는 마취 통, 에테르, 받침 종이) 3. 초파리를 배양할 관병 (교배 실험에는 작은 관병, 대량으로 증폭할 때는 쥬스병에 배양) ※ 실험을 하기 전에 미리 교배 과정에 대해 기록을 한다.

배지를 만들어 봅시다

초파리 교배 실험

초파리 암 •수 구별법

초파리 마취법

초파리 암 •수 구별결과

특징 암컷 수컷

크기(상대적) 생식기(상대적) 성징 배(abdomen)체절의 등쪽 색깔

초파리 암 •수 구별결과

특징 암컷 수컷

크기(상대적) 크다 작다 생식기(상대적) 단순하다 복잡하다 성징 배(abdomen)체절의 등쪽 색깔 성즐(sexcomb)이 존재하 지 않는다.

첫째 다리에 성즐 (sexcomb)이 존재한다.

연하다 검다

미교배 초파리 구별

• 미교배 암컷(virgin)을 골라야 하는 이유는?

미교배 초파리의 구별

※ 미교배 초파리 깨어난지 얼마 안된 초파리는 색이 투명하고 복면 을 보면 까만 장을 관찰할 수 있다. 이를 통해서 미 교배 초파리를 구분해내고, 생식기의 관찰을 통해 암수를 구분할 수 있다.

초파리를 이용한 교배 실험

1. 분리의 법칙 2. 독립의 법칙 3. 반성유전

교배에 사용될 초파리

야생형 흰 눈 흔적날개, 갈색 눈 검은 몸

각 돌연변이 유전자의 염색체 상 위치

분리의 법칙

• 검은 몸 돌연변이(ebony)가 사용된다.

• 검은 몸 돌연변이는 3번 염색체 위에 존재 한다.

• F 2 세대의 표현형을 통해서 3:1의 비율을 확인

분리의 법칙 교배 실험 일정표

검은몸 초파리(ebony) 야생형 초파리(WT) 3일마다 새 관병으로 transfer 10일 후 각각 미교배 암컷을 골라 상호교배 시킴 WT(+/+) ♀ ⓧ ebony(e/e) ♂ ebony(e/e) ♀ ⓧ WT(+/+) ♂ 3일마다 새 관병으로 transfer 10일 후 F1 세대 깨어남 – F1 세대 끼리 자가교배 야생형 표현형 +/e ⓧ +/e 3일마다 새 관병으로 transfer 10일 후 F2 세대 깨어남 – 초파리 마취 후 표현형을 보며 결과 정리

독립의 법칙

• 갈색 눈 한다.

• 흔적날개 이중 돌연변이를 사용 • 갈색 눈 유전자는 3번 염색체 위에, 흔적날 개 유전자는 2번 염색체 위에 존재한다.

• F 2 세대의 표현형을 통해서 9:3:3:1의 비율 을 확인

독립의 법칙 교배 실험 일정표

흔적 날개, 갈색 눈초파리(vg; se) 야생형 초파리(WT) 3일마다 새 관병으로 transfer 10일 후 각각 미교배 암컷을 골라 상호교배 시킴 WT (+/+) ♀ ⓧ vg; se(vg/vg; se/ se) ♂ vg; se(vg/vg ; se/se) ♀ ⓧ WT(+/+) ♂ 3일마다 새 관병으로 transfer 10일 후 F1 세대 깨어남 – F1 세대 끼리 자가교배 야생형 표현형 +/vg; +/se ⓧ +/vg; +/se 3일마다 새 관병으로 transfer 10일 후 F2 세대 깨어남 – 초파리 마취 후 표현형을 보며 결과 정리

반성 유전

• 흰 눈(w) 돌연변이가 사용된다.

• 흰 눈 유전자는 초파리의 성염색체인 1번 유 전자 위에 위치한다.

• 흰 눈 초파리와 정상 초파리 암, 수를 각각 서 로 반대로 상호교배 해본다.

• F 1 세대의 관찰

반성 유전 교배 실험 일정표

흰 눈 초파리(w) 야생형 초파리(WT) 3일마다 새 관병으로 transfer 10일 후 각각 미교배 암컷을 골라 상호교배 시킴 WT(+/+) ♀ ⓧ w(w/y) ♂ w(w/w) ♀ ⓧ WT(+/y) ♂ 3일마다 새 관병으로 transfer 유전자형 유전자형 암컷 : +/w -> 정상눈 수컷 : +/y -> 정상눈 암컷 : w/+ -> 정상눈 수컷 : w/y -> 흰눈