유전자 발현 조절에 의한 발생의 이해 -호미오 유전자를 중심으로- (Understanding of Animal Development by the Regulation of Gene Expression -Focusing on the homeotic genes-)

서지정보

· 발행기관 : 한국현장과학교육학회
· 수록지 정보 : 현장과학교육 / 11권 / 1호 / 10 ~ 20페이지
· 저자명 : 이미화, 서혜원, 전상학

초록

본 연구에서는 교육과정 분석을 통해 동물 발생에 대한 분자적인 기작을 어떻게 다루어왔는지를 살펴보고, 새로운 교육과정에서 제시한 ‘발생과 유전자 발현조절’을 이해할 수 있는 적절한 방안을 제시하고자 한다. 동물의 발생에 대한 연구는 1980년 전후로 초파리에서 발생 유전자가 발견되면서 급격하게 발전해 왔다. 발생은 유전자의 차별적인 발현을 통해서 일어나며, 발생 유전자의 단계적인 작용을 통해서 일어난다. 우리나라의 2009 개정 교육과정에서 처음으로 ‘발생과 유전자 발현조절’을 함께 다루었으며, 2015 개정 교육과정에서는 호미오 유전자를 예로 들어 ‘발생과 유전자발현조절’을 다루고 있다. 호미오 유전자의 핵심 기능은 전-후 축에 따른 위치정보를 제공함으로서 적절한 위치에서 구조가 만들어지도록 한다. 호미오 유전자로는 초파리에서 안테나다리(Antp) 및 유비엑스(Ubx) 돌연변이가 처음 발견되었으며, 두 돌연변이 표현형은 매우 뚜렷하여 쉽게 이해할 수 있는 장점이 있다. 또한, 두 유전자의 염기서열을 비교하여 호미오박스(homeobox)라는 보존된 염기서열을 발견하였으며, 이 서열을 이용하여 다른 동물에서 상동유전자(homologue)를 발견할 수 있었다. 따라서, 척추동물에서의 호미오 유전자의 돌연변이를 통해서 종간에 공통적인 현상을 이해하는 것이 매우 중요하며, 더불어 진화적인 관점에서도 살펴볼 필요가 있다.

영어초록

The purpose of this study is to analyze how the molecular mechanisms of animal development have been described through curriculum analysis and to suggest appropriate ways to understand the regulation of gene expression during animal development in the new curriculum. Studies on the development of animals have developed rapidly around the 1980s with the discovery of genes from fruit flies. Pattern formation occurs stepwise through differential expression of the gene. For the first time in Korean 2009 revision curriculum, animal evelopment and regulation of gene expressionhave been discussed in the biology curriculum together. The 2015 revision curriculum also covers development and regulation of gene expression using the homoeotic genes as an example. The core function of the homeotic genes are to provide the positional information along the anterior to posterior axis so that the structure is formed at the appropriate location. Antennapedia (Antp) and Ultrabithorax (Ubx) mutants were first found in the fruit fly, and the two mutant phenotypes are very distinct and easily observed. In addition, the nucleotide sequences of two genes were compared, which showed a conserved base sequence called homeobox, with which many homologous genes were found in other animals. Therefore, it is very important to understand the phenomena common to species through the mutation of homoeopathic genes among animals, and it is also necessary to examine them from an evolutionary point of view.

참고자료

· 없음