진핵생물과 원핵생물
생물을 크게 분류하면 진핵생물과 원핵생물로 구분된다.
둘의 가장 큰 차이점은 세포 속에 핵의 유무이다.
원핵세포는 핵이 없고, ex. 박테리아(세균)
진핵세포는 핵이 있다. ex. 동물, 식물, 곰팡이
박테리아는 하나의 환형 DNA 분자 상에 유전자를 담고 있기 때문에 염색체의 구조가 진핵생물과 다르다. 또한 핵과 같은 막성 소기관이 따로 존재하지 않는 것을 볼 수 있다.
우리는 진핵생물(인간)이 가진 염색체에 초점을 맞추어 내용을 진행할 것이고,
내용을 이해하기 위해 세포의 정의와 간단한 분류법을 보고 가겠다.
세포의 분류
세포는 무엇이고 어떻게 분류할 수 있을까?
세포는 모든 생물의 기능적, 구조적 단위이다.
생리학 책을 펼치면 가장 처음 나오는 인체의 계통 중 맨 처음에 위치하는 것이 바로 세포이다.
인간의 몸을 구성하는 세포는 약 200종이 넘지만, 역할에 따라 체세포와 생식세포로 나누어진다.
생식세포는 유전자를 후대에 전달하는 역할을 맡고,
체세포는 생식세포를 제외한 모든 세포로 개체 유지를 위한 역할을 한다.
<크리스퍼 혁명> 책에서는 이렇게 언급한다.
"체세포는 순간을 살지만 유전자는 불멸이다."
* 여기서 유전자를 전달하는 세포는 생식세포이다.
진핵생물의 염색체
사람의 유전체는 23개 혹은 24개이고, 염색체의 형태로 응축된다.
(Y염색체를 가진 남성은 여성에 비해 염색체의 한 종류를 더 가지고 있는 셈이다. 쌍으로는 23쌍으로 동일하다)
생식세포(ex. 정자, 난자)나 DNA를 가지고 있지 않은 세포(ex. 적혈구 등)를 제외하면,
사람의 세포는 각 염색체를 한 쌍씩 가지고 있는데, 하나는 어머니, 다른 하나는 아버지로부터 받은 것이다.
사람의 체세포는 그림과 같이 총 23쌍의 염색체를 가지고 있다.
또한 세포 속에 있는 염색체는 단순히 유전자를 가지고 있는 것 외에 염색체의 복제를 수행하여 세포분열 시 딸세포에 나누어 주어야 한다. 다음 챕터를 확인하자.
체세포 분열(Mitosis)
다세포생물들은 체세포 분열을 통해 세포의 수를 증가시켜 개체의 성장을 유도하고, 손상된 세포를 교체하며,
상처부위를 치유한다. 체세포분열에 의해 형성된 딸세포들은 부모 세포들과 동일한 유전정보를 가지고 있다.
* 생식세포는 '감수분열(Meiosis)'을 한다.
체세포 분열 과정을 살펴보면 각 단계가 반복되는 주기성을 띄는데, 이를 '세포주기(Cell cycle)'라고 한다.
세포 주기는 간단하게 두 단계로 나누어진다.
1. 염색체가 복제되는 기간인 '간기(Interphase)'
2. 염색체가 두 개의 딸세포 핵으로 나누어지는 '분열기(M기, Mitosis phase)'
* Prophase, Metaphase, anaphase, telophase, cytokinesis로 세분화된다.
간기 동안 염색체는 핵 안에서 길고 가는 DNA 사슬 형태로 존재하며, 복제를 통해 동일한 딸 DNA 분자를 가지게 된다.
M기에 도달하면 DNA가 더욱 응축된 구조를 가지게 된다.
염색체가 응축되면 방추사에 의해 각각의 딸세포로 분리된다.
또한 필요에 따라 간기 염색체에 특정 단백질들이 작용하여 DNA의 복제, 회복 또는 유전자 발현에 관여할 수 있다.
여기서 우리는 염색체가 너무 응축되어 있으면, 유전자 발현이 힘들다는 것을 추측할 수 있다.
실제로 M기에서는 염색체가 응축되고, 핵막이 소실되어 DNA의 전사가 일어나지 않는다.
정리
1. 생물은 핵의 유무에 따라 진핵생물과 원핵생물로 나누어진다. 인간은 진핵생물이기 때문에 세포 안에 핵이 존재한다.
2. 인간은 세포 하나 당 23쌍의 염색체가 핵 속에 존재한다.
3. 진핵세포는 역할에 따라 체세포와 생식세포로 나누어지고, 체세포는 체세포 분열, 생식세포는 감수분열을 한다.
4. 염색체는 유전자를 가지고 있는 역할 외에 체세포분열 시 딸세포에 복제되어 전달된다.
5. 체세포분열은 주기성을 띄고, 이를 세포 주기라고 한다.
6. 세포주기 중 간기는 염색체가 풀려있어 전사가 용이하고, M 기는 응축되어 있어 전사가 일어나지 않는다.
오늘 적은 정보들은 너무 기본적인 내용이지만,
후성 유전학이나 유전학을 공부하는데 있어서 꼭 알아두어야 하는 내용입니다.
이해가 어렵다면 이전 글도 참고 해주세요!
1탄: https://thisishan.tistory.com/14
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