상염색체 열성 질환에서 부모가 모두 보인자(Aa)인 경우, 각 부모는 정자와 난자를 만들 때
감수분열(meiosis)을 통해 대립유전자(allele) A와 a를 각각
50% 확률로 자녀에게 전달합니다. 근거 자료
[1]에서 확인되는 멘델의 균등 분리 법칙(law of equal segregation)에 따르면, 생식세포가 형성될 때 한 유전자 자리의 두 대립유전자는 각 생식세포에 동일한 확률로 나뉘어 들어갑니다. 이는 부모 각각이 A 또는 a를 전달할 확률이 정확히
1/2임을 의미합니다.
자녀의 유전자형은 부모로부터 받는 대립유전자의 조합으로 결정됩니다. 부모가 모두 Aa이므로 가능한 조합은 AA, Aa, aA, aa의 네 가지입니다. 각 조합이 나타날 확률은 독립적인 생식세포 전달 확률의 곱으로 계산되며, 모든 조합이 동일하게
25%입니다. 이 중 질환을 나타내는 유전자형은 열성 대립유전자 a를 두 개 모두 받은
동형접합 열성(homozygous recessive) aa이며, 그 확률은
25%입니다. 보인자는 정상 대립유전자 A와 열성 대립유전자 a를 하나씩 가진
이형접합체(heterozygote)인데, Aa와 aA 두 가지 조합이 모두 보인자에 해당하므로 확률은
25% + 25% = 50%가 됩니다.
완전 침투(complete penetrance)를 가정하므로 aa 유전자형을 가진 자녀는 모두 질환 표현형을 나타내며, Aa는 정상 표현형을 보이는 보인자가 됩니다. 새 변이(de novo mutation)가 없다는 조건은 부모에게 없던 대립유전자가 자녀에게 갑자기 나타날 가능성을 배제하므로, 오직 부모가 가진 A와 a의 전달 조합만 고려하면 됩니다. 각 임신이 독립적이라는 가정은 이전 자녀의 유전자형이 다음 자녀의 유전자형에 영향을 주지 않음을 의미하므로, 매 임신마다 동일한 확률이 적용됩니다.
핵심! 멘델의 균등 분리 법칙은 이상적인 조건에서 대립유전자의 전달 비율이
1:1임을 전제로 합니다. 근거 자료
[1]에서 언급된
전달 비율 왜곡(transmission ratio distortion, TRD)은 이러한 기대 비율에서 벗어나는 현상으로, 특정 대립유전자가 자손에게 우선적으로 전달되는 경우를 말합니다. TRD가 발생하면 실제 관찰되는 유전자형 비율이 이론적 기대값과 달라질 수 있으나, 이 문제에서는 TRD가 없다는 정상적인 멘델 분리를 가정하므로 질환 확률
25%, 보인자 확률
50%가 정확한 답이 됩니다.
| 유전자형 | 조합 | 확률 | 표현형 |
|---|
| AA | A(부) + A(모) | 25% | 정상 (비보인자) |
| Aa | A(부) + a(모) | 25% | 정상 (보인자) |
| aA | a(부) + A(모) | 25% | 정상 (보인자) |
| aa | a(부) + a(모) | 25% | 질환 |
혼동 주의! 보인자 확률을 구할 때 Aa와 aA를 별개의 조합으로 세어야 합니다. 부모 중 누구에게서 A를 받고 누구에게서 a를 받는지에 따라 두 가지 서로 다른 경로가 존재하므로, 단순히 Aa 하나만 생각하면 확률을
25%로 잘못 계산할 수 있습니다.
이형접합체가 될 확률은 두 경로를 합산하여 50%가 되며, 이는 상염색체 열성 유전 상담에서 보인자 빈도를 추정하는 기본 원리입니다.