세포 분열

1. 체세포 분열

- 세포는 적당한 크기로 유지되도록 조절을 통해 자신의 내용물을 복제한 후 둘로 나누어집니다.

- 유전물질의 증폭, 유전물질 분배, 세포질 분열 이 3 단계로 이루어집니다.

 

진핵 생물의 DNA 구조

뉴클레오좀 

• 핵 속의 DNA가 히스톤 단백질을 감싸고 뭉친 단위체
• 팔 량체 구조
• 리신, 아르기닌의 양전하 아미노산 풍부
• 히스톤 H1 단백질이 링커에 결합해 구조를 안정화

30nm 섬유

• 링커 지역이 꺾이고 뒤틀려서 뉴클레오좀들이 지그재그로 배열되도록 뭉친 구조

염색질 루프

• 진정 염색질 : 유전자가 활발히 발현되는 부위, 히스톤 아세틸화 높고 DNA 메틸화 낮다.
• 이질 염색질 : 유전자가 발현되지 않는 부위로 강하게 뭉쳐 저 있다. 히스톤 아세틸화가 낮고 DNA 메틸화가 높다.

염색체

• M 기 중기에 가장 잘 관찰되는 막대 모양으로 뭉친 DNA 구조

핵형

• 세포 내 염색체의 수, 크기, 모양 등  M기 중기 나타나 볼 수 있다.
• 사람의 경우 46개의 염색체를 지닌다. (22쌍의 상염색체와 XX 또는 XY의 1쌍의 성염색체)

 체세포 분열 과정

- 복제된 DNA가 응축하면서 M기에 핵분열과 세포질 분열을 연달아 수행

 

유전물질 증폭 - S기

• S기 동안 DNA가 복제되면서 염색분체끼리 서로 코헤신 단백질에 의해 단단히 결합한다.

유전물질 분배 - M기

: 복제된 염색분체들이 각각 양쪽으로 분리된다

 

 

 

 

 

 

ㄱ) 전기

• DNA가 실 모양에서 막대 모양의 염색체 구조로 응축
• 인 구조 사라진다.
• 복제된 한 쌍의 중심체가 성상체를 형성 -> 자유 튜뷸린을 중합해 방추사를 만들기 시작

전기

ㄴ) 전중기

• 핵막이 소실
• 동원체 방추사가 동원체에 부착

전중기

ㄷ) 중기

• 염색체가 적도판에 배열
• 핵형 분석에 가장 좋음

중기

ㄹ) 후기

• 자매 염색체들이 분리되어 세포의 양 끝으로 끌려감
• 동원체 방추사 : 동원체에 부착해 각 염색분체를 양 극으로 끌고 감
• 극성 방추사 : 양 끝의 성상체에서 뻗어 나와 서로를 밀어내 세포를 길게 늘임
• 성상체 방추사 : 성상체 구조가 양 극으로 치우치도록 유도

후기

ㅁ) 말기

• 방추사 해체
• 염색체가 풀리고 인이 다시 나타남
• 새로운 핵막이 양 끝의 염색체 주위에 형성

세포질 분열 - M기 말

ㄱ) 동물 세포

• 적도판에 분열홈을 형성한 후 미세 섬유가 수축환을 형성

ㄴ) 식물 세포 

• 골지체에서 유래한 소낭들이 격막 형성체를 형성
• 소낭들이 서로 융합해 세포판을 형성

막성 소기관의 분배

 핵막, 소포체, 골지체 등의 구조들은 작은 단위체들로 해체된 후 방추사에 의해 양극으로 균등 분배되어 끌려가 말기에 다시 재조립된다.

 

미토콘드리아, 엽록체의 분배

  리보좀, 미토콘드리아, 엽록체 등은 정확하게 분리하는 메커니즘이 없어 간기에 충분히 많이 합성된 후 M기에 양 쪽 딸세포로 적당히 나뉜다.

 

 

 

 

 

* 미토콘드리아 분배의 문제점

 

• 정상과 비정상 미토콘드리아가 섞인 엄마가 생식 세포를 형성할 때 두 미토콘드리아가 무작위로 분배되기 때문에 한 난자에 비정상 미토콘드리아를 얼마나 물려주는지에 따라 자손의 발병 여부가 결정된다.
• 자손에 따라 질환 여부, 질환의 정도가 다르게 나타날 수 있다.
• 정상과 비정상 미토콘드리아가 섞인 세포가 체세포 분열을 할 때에도 각 딸세포에 비정상 미토콘드리아를 얼마나 물려주는지에 따라 세포의 기능에 미치는 영향이 다를 수 있다.
• 한 개체 내에서도 몸의 부위에 따라 질환 정도가 달라질 수 있다.
• 미토콘드리아 근병증, 레버 유전 시신경병증, 간대성 근경련 간질과 불균일 적색 근육 섬유병등의 질병이 알려져 있다.
• 비정상  미토콘드리아를 엄마로부터 받은 양과 체세포 분열 중 불균등 분포로 인해 몸의 부위에 따라 다르게 나타난다. ( 주로 뇌, 근육의 이상 - 미토콘드리아 근병증)
• 세포질 대부분이 난자 유래이기 때문에 미토콘드리아도 난자로부터 유래하여 이 질병은 모계 유전이다.

 

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