10.세포의 구조와 기능(2): 핵(nucleus, 뉴클리어스), 염색체(chromosome)

 

 

 

 

 

세포핵(Cellular nucleus, 뉴클리어스)

-진핵생물의 진핵세포에 존재하며 세포 내 유전정보인 선형 DNA의 대부분을 가지고 있다.

-리보솜의 조립 장소(핵인)로 단백질 합성을 조절하여 세포의 활동을 조절한다.

-공 모양 또는 타원 모양의 형태로 지름이 5~30um 정도의 크기다.

-세포마다 한 개의 핵을 지니고 있다. (단, 적혈구에는 핵이 없다.)

 

 

 

세포핵의 구조

1.핵질(핵원형질)

-핵 내부를 채우고 있는 불용성 물질이다.

-RNA와 여러 종류의 단백질(가수분해효소등)이 있다.

-히스톤 단백질에 감긴 선형 DNA들에 유전 정보들이 나뉘어 들어있다.(염색체, chromosome)

 

2.핵소체(인)

-막 경계가 없으며 리보솜RNA(rRNA)가 합성되는 장소다.

-단백질 합성이 활발한 장소에는 인(핵소체)의 수가 많으며, 현미경으로 까맣게 보인다.

-세포분열 사이에 있는 간기의 핵에서 관찰되며, 세포분열기에는 사라진다.

 

3.핵막

-핵을 둘러싸서 모양을 유지시키고 세포질과 구별되게 한다.

-인지질 이중층의 2중막 구조이며, 일부 소포체가 연결되어 있다.

-핵막에는 다수의 핵공이 있다.

 

4.핵공

-핵과 세포질 사이에서 물질의 출입을 조절한다.

-작은 분자들이나 이온은 핵공을 통해 이동한다. (50kDa 이하 물질)

-핵공은 약 100개의 서로 다른 물질로 이루어져 있다.

 

 

 

  

 

 

 

염색체(chromosome)

-사람의 몸은 수조 개의 세포로 이루어져 있다.

-세포의 핵 안에 '염색체'라고 불리는 구조가 포함되어 있고, 염색체는 DNA로 구성되어 있다.

-염색체는 DNA와 단백질의 복합체인 염색질로 구성된다.

 

-DNA는 4개의 염기(A, T, G, C)로 이루어져 있으며, 이 염기들은 유전자를 구성한다. 이 염기들의 독특한 서열이 하나의 유전자를 이룬다. 사람의 몸에는 약 2만 개의 유전자가 존재한다.

-사람에게는 23쌍의 염색체가 존재한다.(염색체 총 46개) 각 염색체 쌍은 어머니(난자)로부터 복제된 염색체 하나와 아버지(정자)로부터 복제된 염색체 하나로 이루어진다.

-23개의 염색체 쌍 중 첫 22개 쌍에 포함되는 염색체는 '상염색체'라고 부르며, 남성과 여성 모두 똑같은 염색체를 갖는다. 마지막 23번째 쌍의 염색체는 '성 염색체'라고 부르는데, 여성은 이 염색체 쌍에서 X 염색체를 두 개 가지며, 남성은 X 염색체 하나와 Y 염색체 하나를 갖는다.

 

 

 

염색체의 감수분열

-감수 분열이란 정자 세포와 난자 세포(생식 세포)가 형성되는 과정을 말한다.

-감수 분열 중에는 염색체 쌍들이 분리되어 정자 세포와 난자 세포가 한 쌍당 염색체 1개씩을 나누어 갖게 된다. 즉, 각 생식 세포당 총 23개 염색체 보유하며, 한 개의 세포에 존재하는 총 염색체 개수가 절반으로 줄어든다.

-수정/수태 단계에서는 정자가 난자와 만나 수정란을 형성하고, 이것이 곧 배아가 된다.(다시 총 46개 염색체 보유)

 

-감수분열에서 비분리 현상: 상동 염색체가 세포 분열 중에 정상적으로 분리되지 못하는 경우를 말한다. 이로 인해 염색체 수가 잘못되는 결과(염색체 이수성)가 발생한다.

비분리 현상은 여성과 남성의 감수 분열 과정에서 발생할 수 있으며, 염색체 이수성의 종류는 다음과 같다.

1) 삼염색체증: 특정 염색체가 세 개 있는 경우

2)일염색체증: 특정 염색체가 한 개만 복제되는 경우

 

-염색체 이수성은 다음과 같은 결과를 초래할 수 있다.

1)배아 착상 실패

2)태아 소실/유산

3)염색체 이상이 있는 아기 출산(예: 21번 삼염색체성, 다운 증후군으로도 알려져 있음)