DNA 분자 시계
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DNA 분자 시계(DNA molecular clock)는 DNA 염기서열의 변화율을 기반으로 생물 종 간의 진화적 분기 시점을 추정하는 방법이다.
개념[편집 | 원본 편집]
DNA 분자 시계는 유전물질이 시간에 따라 일정한 속도로 변한다는 가정에 근거하여, 두 생물 집단 간 유전적 차이를 측정함으로써 이들이 공통 조상으로부터 갈라져 나온 시점을 추정한다. 이 방법은 분자진화율(molecular evolutionary rate)을 활용하여 계통발생학과 진화생물학에서 종의 계통관계를 시간 축상에 놓기 위해 사용된다.
원리[편집 | 원본 편집]
DNA 분자 시계는 주로 다음과 같은 전제에 기반한다:
- 중립진화론에 따라 대부분의 돌연변이는 선택압을 받지 않고 중립적으로 축적된다.
- 일정 시간 동안 평균적으로 축적되는 돌연변이 수가 비교적 일정하다.
- 두 종 간의 유전자 염기서열 차이는 이들이 분기된 이후 각각의 계통에서 축적된 돌연변이의 총합이다.
적용 방법[편집 | 원본 편집]
DNA 분자 시계를 적용하기 위해서는 다음과 같은 절차가 필요하다:
- 비교 대상 생물의 유전자 또는 전체 유전체 서열 확보
- 공통 조상을 기준으로 한 계통수 추정
- 화석 기록이나 고생물학적 자료를 이용한 보정(calibration)을 통해 시간 축 상의 변환
사용 사례[편집 | 원본 편집]
DNA 분자 시계는 다양한 진화 생물학 연구에서 사용되며, 특히 다음과 같은 분야에서 중요하다:
- 인간과 침팬지의 분기 시점 추정
- 바이러스(예: 인플루엔자, HIV, 코로나바이러스)의 변이 속도 측정 및 전파 경로 추적
- 식물 및 동물 군의 계통발생 분석
제한점[편집 | 원본 편집]
DNA 분자 시계에는 몇 가지 한계와 비판이 존재한다:
- 모든 유전자가 같은 속도로 진화하지 않으며, 선택압과 환경에 따라 변화율이 달라질 수 있다.
- 돌연변이율이 시간에 따라 일정하지 않을 수 있다.
- 보정 지점이 부족하거나 부정확할 경우, 전체 시계의 신뢰도에 영향을 줄 수 있다.
같이 보기[편집 | 원본 편집]
참고 문헌[편집 | 원본 편집]
- Zuckerkandl, E., & Pauling, L. (1965). Evolutionary divergence and convergence in proteins. In V. Bryson & H. J. Vogel (Eds.), Evolving Genes and Proteins (pp. 97–166). Academic Press.
- Kumar, S. (2005). Molecular clocks: Four decades of evolution. Nature Reviews Genetics, 6(8), 654–662.
