구글 애드센스 와이드2


주요 식물들의 유전체 크기 (Genome size) 식물

유전체는 유전자(gene)와 염색체(chromosome)의 합성어로, 생명체의 전체 유전 물질을 지칭하며 주로 DNA로 구성되어있다. 핵 유전체가 그 생물의 대부분을 결정하며 세포 내의 엽록체와 미토콘드리아도 개별적인 유전체를 가진다. DNA로 이루어진만큼, 염기서열을 해독 가능하며, 단위는 b(basepairs)로 나타낸다. 유전체 내에는 유전자로 발현하여 단백질을 합성하는 coding region과 유전자를 합성하지 않는 non-coding region으로 구성된다. 일반적으로 진화를 하면서 유전체 크기가 커져서 고등생물일 수록 유전체 크기도 크다. 마치 컴퓨터 프로그램이 버전이 올라가고 내용이 많아질 수록 필요한 용량이 커지는 것에 비유할 수 있다. 즉, 연구하거나 해독하기도 더 어렵다는 말이 된다.
1Kb(p) = 1,000b(p)
1Mb(p) = 1,000,000b(p)
1Gb(p) = 1,000,000,000b(p)
이다. 보통 유전체 크기는 반수체(n, haploid) 기준으로 얘기한다. 생물은 보통 2배체(2n, diploid)로 존재하는데, 반수체로 얘기하는 이유는 나머지 반은 똑같기 때문에 한쪽만 알면 되기 때문이다.

식물을 알아보기 전, 사람과 그 외 몇몇 간단한 생물들을 알아보았다. 인간의 경우 3,289Mb로 다시 환산하면 3.3Gb정도 된다. 33억개의 nucleotide염기로 이루어졌다. 대장균(E. coli)는 4.6Mb정도 된다. 
녹조류(Green algae)의 하나인 클로렐라(Chlorella)류의 경우 종마다 조금 다르지만 대개 60Mb정도이다. 고등식물로 가면 모델식물로 널리 이용되는 애기장대, 아라비돕시스(Arabidopsis thaliana)의 경우 135Mb이다.

쌍떡잎식물의 대표적인 강낭콩(Phaseolus vulgaris)은 520Mb이다. 그 외 주요 쌍떡잎식물들의 유전체 크기들이다.
콩(검정콩/대두, Glycine max)의 경우 약 1115Mb, 약 1.1Gb
수박(Citrullus lanatus)의 경우 약 425Mb
오이(Cucumis sativus)의 경우 약 350Mb
사과(Malus domestica)의 경우 약 742Mb
복숭아(Prunus persica)의 경우 약 265Mb
포도(Vitis vinifera)의 경우 약 500Mb
감자(Solanum tuberosum)의 경우 약 850Mb
토마토(Solanum lycopersicum)의 경우 약 900Mb
고추(Capsicum annuum)의 경우 약 3.5Gb

외떡잎식물(단자엽식물)의 모델 식물인 Brachypodium distachyon은 약 270Mb로 애기장대에 비하면 크지만, 이후 나오는 다른 외떡잎식물들에 비하면 그 크기가 작은 걸 알 수 있다.
쌀(일본형, Oryza sativa ssp. japonica)는 약 394Mb
바나나(Musa acuminata)는 약 523Mb
옥수수(Zea mays)는 약 2.3Gb
보리(Hordeum vulgare)의 경우 약 5.3Gb
듀럼밀(Triticum turgidum ssp. durum)의 경우 약 12Gb
보통밀(Triticum aestivum)의 경우 약 17Gb

위는 쌍떡잎식물과 외떡잎식물은 모두 속씨식물들이다. 소나무와 같은 겉씨식물들은 더 어마어마하다.
타에다소나무(Pinus taeda)는 약 20.15Gb이다.
이 외에도 Morse et al. (2009)의 논문에 따르면 소나무류는 약 18Gb~40Gb까지 다양하게 가진다고 한다.
Tan & Thomson (1990)에 따르면 대표적인 양치식물인 고사리(Pteridium aquilinum)의 경우 약 9.8Gb이다.
양치식물과 겉씨식물이 속씨식물보다 먼저 출현했다고 알려져있는데, 아마 지금의 고사리나 소나무들은 그동안 현재 왠만한 작물로 이용되는 속씨식물들만큼 진화를 거듭한 것 같다. 최근 17Gb의 밀 유전체 염기서열이 해독되어 사이언스 논문에도 나오고 뉴스기사에도 많이 나오곤 한다. 언젠가 소나무같은 식물들까지 모두 염기서열이 해독되는 날이 오지 않을까?

참고문헌
영문위키피디아 List of sequenced plant genomes https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_sequenced_plant_genomes
영문위키피디아 Brachypodium distachyon https://en.wikipedia.org/wiki/Brachypodium_distachyon
Morse, A. M., Peterson, D. G., Islam-Faridi, M. N., Smith, K. E., Magbanua, Z., Garcia, S. A., ... & Davis, J. M. (2009). Evolution of genome size and complexity in Pinus. PLoS One4(2), e4332.
Tan, M. K., & Thomson, J. A. (1990). Variation of genome size in Pteridium. AIAS Occasional Publication, (40), 87-93.
Appels, R., Eversole, K., Feuillet, C., Keller, B., Rogers, J., Stein, N., ... & Ronen, G. (2018). Shifting the limits in wheat research and breeding using a fully annotated reference genome. Science361(6403), eaar7191.





덧글

댓글 입력 영역


구글 애드센스 반응형