세포분열을 체세포에서 일어나는 유사분열(mitosis)과 성세포에서 일어나는 감수분열(meiosis)로 구분할 수 있다. 유사분열의 경우에는 합성기 (S phase)에서 2배로 증가된 유전물질(4n)을 분열 후 생기는 2개의 딸세포에게 똑같이 나누어주게 되므로 딸세포들이 모세포에서와 같은 질과 양의 유전물질(2n)을 가지게 된다. 그러나 후자, 즉 감수분열시에는 2번의 분열를 거치므로 4개의 딸세포가 생기게 되어 결국 모세포가 가진 유전물질의 반에 해당되는 양(n)을 물려받게 된다.
세포분열 시기(M phase)는 진행과정에 따라서 전기(prophase), 중기(metaphase), 후기(anaphase) 및 종기(telophase)의 4기로 나눈다. 그러나 이들은 모두 계속적으로 진행되는 과정이다. 이러한 과정들을 마치고 다음에 분열을 할 때까지의 시기를 간기 또는 분열 사이기(interphase)라고 하며, 이 시기는 G1, S, G2 phase로 나뉜다.
1. 유사분열
1) 전기(prophase)
이 때는 이미 합성기(S phase)에서 만들어진 두 쌍의 중심소체(centriole)와 2배로 증가한 DNA를 가지고 있는 상태이다. 이른 전기에서는 두쌍의 중심소체가 분리되어 분열중인 세포의 양극 쪽으로 이동한다. 핵막과 핵소체가 없어져 핵소체내의 RNA는 세포질내에 분산된다. 이염색질(heterochromatin)과 진염색질(euchromatin)은 뭉쳐서 염색체(chromosome)의 형태로 나타나기 시작한다.
늦은 전기에서는 미세소관 단위로부터 방추체(mitotic spindle)가 중심소체 사이에 생기기 시작하는데, 이 때 분열 사이기의 특징이었던 미세소관 그물은 사라진다. 핵막은 완전히 소실되므로 형질내세망의 자루모양 구조물인 수조와 구분할 수 없게 된다. 각 염색체들은 길이로 갈라져 두 쪽으로 나뉘는데, 이들을 자매염색분체(sister chromatids)라고 부른다. 이들은 중심절에서 결합되어 있다. 중심절의 극쪽을 향한 면에는 특수화된 단백구조물일 동원체(kinetochore)가 형성된다.
2) 중기(metaphase)
전기에 이어지는 중기는 염색체들이 그 모양이 뚜렷하게 되며 잘 알려져 있지 않은 힘에 의해 적도판부위에 일직선으로 배열되고 양 극으로 옮겨진 중심소체 주위에서 새로운 미세소관을을 형성하는 데 중심 역할을 하는 부위인 미세소관수성중심과는ㄴ 방추사로 연결된느 것으로 특징지어진다. 이 때 많은 미세소고나으로 구성되어 dljT는 방추사는 시작 부위와 진행 부위를 기준으로 다음과 같이 3가지로 나누게 된다.
・극성 방추사(polar fibers): 극(-)에서 적도(+)쪽으로 진행
・동원체 방추사(kinetochoe fibers): 염색체의 중심절에서 극 쪽을 향해 위치하는 동원체(kinetochore)에서 극(-)쪽으로 진행한다. 염색체가 극으로 이동하는 데 필수적 역할을 한다.
・별모양방추사(astral fibers): 극에서 세포 가장자리를 향해 방사상으로 진행한다.
이 때 colchicine 등을 투여하면 미소관을 형성하는 tubulin의 중합이 중지되므로 염색체는 더 이상 이동하지 못하여 세포분열이 중기에서 중지된다.
3) 후기(anaphase)
2개의 염색분체가 분리된 후 각기 양쪽 극을 향해 이동하여 각 염색분체가 딸염색체가 된다. 이 때 염색체가 극에 가까워짐에 따라 동원체 방추사들은 분해가 일어나 짧아지고 극성 방추사는 적도쪽 끝에 tubulin이 첨가되어 길어져 미끄러짐이 일어나게 된다.
4) 종기(telophase)
자매 염색분체들이 양극에 도달하고 동원체 방추사는 사라지낟. 극성 방추사는 오히려 더 길어진다. 염색체가 꼬였던 상태에서 부분적으로 풀려서 진염색질과 이염색질을 형성한다. 염색체 주위에 형질내세망의 조각(fragment)들이 나타나 합해져서 핵막을 형성함으로써 2개의 핵이 생기며 핵소체 형성부에 핵소체가 다시 나타난다. 늦은 종기에는 세포질의 양극의 중간지점에 해당하는 위치에 잘룩하게 원형의 고랑을 형성하는데, 이 고랑은 미세사(microfilament)의 다발인 수축고리가 형성됨에 따라 점점 깊어져 세포질이 2개로 분리되어 세포를 2개로 나눈다 (cell division). 이 때 각 세포의 염색체 수는 2n이 된다.
2. 감수분열(Meiosis)
감수분열은 난모세포(oocyte)와 정모세포(spermatocyte)에서 난자와 정자를 형성할 때 일어나는 세포분열인데, 염색체의 수가 배수(diploid), 즉 2n인 46개에서 단수(haploid)인 n(23개)으로 감소하므로 정자와 난자에 있는 DNA의 양은 체서포에 있는 DNA양의 반에 해당된다. Meiosis는 희랍어로 감소(diminish)라는 말에서 기원하였는데, 이는 유사분열의 경우 2n인 염색체 수가 세포 사이기에서 2배인 4n으로 증가한 후 한 번의 분리가 일어나서 딸세포의 염색체 수는 2n이 되나, 감수분열에서는 2번의 핵 분리로 인하여 염색체 수는 반인 단수로 줄어들기 때문이다.
1) 전기 Ⅰ(prophase Ⅰ)
경과시간이 길어서 여성의 경우 1차 난모세포(primary oocyte) 상태로 사춘기까지 수십 년 지속된다.
2) 중기 Ⅰ(metaphase Ⅰ)
상동염색체가 서로 쌍(bivalent)을 지어 적도판에 정렬한다.
이 때 각 염색체는 서로 연결된 2개의 자매 염색분체로 되어 있어 상동 염색체는 서로 연결된 2개의 자매 염색분체로 되어 있어 상동 염색체는 4개의 염색분체인 tetrad로 구성되어 있다.
유사분열시와는 달리 한 쌍의 상동염책체(homologous chromosome), 즉 같은 모양을 하고 있고 각기 부모의 다른 편(한쪽은 아버지, 한쪽은 어머니)에서 물려받아서 유전적으로 유사하나 동일하지는 않은 2개의 염색체가 서로 가까운 위치에 배열된다. 이때 상동염색체 한쪽의 염색분체의 일부가 다른 쪽 염색체에 속하는 염색분체의 일부와 서로 교환될 수 있다. 이 때 염색체 물질의 교환을 통한 유전정보의 교환이 발생하여 유전적인 다양성 생성(genetic recombination)의 기본이 된다.
3) 후기 Ⅰ (anaphase Ⅰ)
2개씩 짝을 지었던 상동염색체이 염색체들이 1개씩 분리되어 각기 반대쪽 극으로 이동한다. 이 때 각 염색체에서는 자매 염색분체가 붙어 있는 상태로 이동이 일어난다. 교환작용이 일어난 염색체들에서는 이 때 분리되는 2개의 염색체는 연접을 이루었을 때와는 유전적으로 변화된 것이다. 이러한 상동염색체들의 분류는 임의분류로 일어난다. 즉 tetrad(4n)가 dyad(2n)로 분리될 때 상동염책체들은 어느 쪽으로 이동될지 미리 결정되지 않는다. 따라서 이러한 결과로 정자에서 유래한 염책체와 난자에서 유래한 염책체간에 유전정보의 섞임이 일어나서 유전적 다양성이 생기는 데 기여한다.
4) 종기 Ⅰ(telophase Ⅰ)
딸핵(daughter nuclei)이 형성되어 염색체가 방추체의 극에 도달하고 핵막이 염색체 주위에 형질내세망의 구성성분으로부터 재집합한다. 농축되어 있는 염책체가 분산되어 염색질을 형성한다. 즉 진염색질과 이염색질이 형성된다. 이 때 부모 두 사람으로부터 받은 유전자는 각각 다른 딸세포들로 가게된다.
5) 간기 또는 분열 사이기(interphase)
1차 정조세포 또는 1차 난조세포로부터 1차 감수분열에 의하여
세포분열 시기(M phase)는 진행과정에 따라서 전기(prophase), 중기(metaphase), 후기(anaphase) 및 종기(telophase)의 4기로 나눈다. 그러나 이들은 모두 계속적으로 진행되는 과정이다. 이러한 과정들을 마치고 다음에 분열을 할 때까지의 시기를 간기 또는 분열 사이기(interphase)라고 하며, 이 시기는 G1, S, G2 phase로 나뉜다.
1. 유사분열
1) 전기(prophase)
이 때는 이미 합성기(S phase)에서 만들어진 두 쌍의 중심소체(centriole)와 2배로 증가한 DNA를 가지고 있는 상태이다. 이른 전기에서는 두쌍의 중심소체가 분리되어 분열중인 세포의 양극 쪽으로 이동한다. 핵막과 핵소체가 없어져 핵소체내의 RNA는 세포질내에 분산된다. 이염색질(heterochromatin)과 진염색질(euchromatin)은 뭉쳐서 염색체(chromosome)의 형태로 나타나기 시작한다.
늦은 전기에서는 미세소관 단위로부터 방추체(mitotic spindle)가 중심소체 사이에 생기기 시작하는데, 이 때 분열 사이기의 특징이었던 미세소관 그물은 사라진다. 핵막은 완전히 소실되므로 형질내세망의 자루모양 구조물인 수조와 구분할 수 없게 된다. 각 염색체들은 길이로 갈라져 두 쪽으로 나뉘는데, 이들을 자매염색분체(sister chromatids)라고 부른다. 이들은 중심절에서 결합되어 있다. 중심절의 극쪽을 향한 면에는 특수화된 단백구조물일 동원체(kinetochore)가 형성된다.
2) 중기(metaphase)
전기에 이어지는 중기는 염색체들이 그 모양이 뚜렷하게 되며 잘 알려져 있지 않은 힘에 의해 적도판부위에 일직선으로 배열되고 양 극으로 옮겨진 중심소체 주위에서 새로운 미세소관을을 형성하는 데 중심 역할을 하는 부위인 미세소관수성중심과는ㄴ 방추사로 연결된느 것으로 특징지어진다. 이 때 많은 미세소고나으로 구성되어 dljT는 방추사는 시작 부위와 진행 부위를 기준으로 다음과 같이 3가지로 나누게 된다.
・극성 방추사(polar fibers): 극(-)에서 적도(+)쪽으로 진행
・동원체 방추사(kinetochoe fibers): 염색체의 중심절에서 극 쪽을 향해 위치하는 동원체(kinetochore)에서 극(-)쪽으로 진행한다. 염색체가 극으로 이동하는 데 필수적 역할을 한다.
・별모양방추사(astral fibers): 극에서 세포 가장자리를 향해 방사상으로 진행한다.
이 때 colchicine 등을 투여하면 미소관을 형성하는 tubulin의 중합이 중지되므로 염색체는 더 이상 이동하지 못하여 세포분열이 중기에서 중지된다.
3) 후기(anaphase)
2개의 염색분체가 분리된 후 각기 양쪽 극을 향해 이동하여 각 염색분체가 딸염색체가 된다. 이 때 염색체가 극에 가까워짐에 따라 동원체 방추사들은 분해가 일어나 짧아지고 극성 방추사는 적도쪽 끝에 tubulin이 첨가되어 길어져 미끄러짐이 일어나게 된다.
4) 종기(telophase)
자매 염색분체들이 양극에 도달하고 동원체 방추사는 사라지낟. 극성 방추사는 오히려 더 길어진다. 염색체가 꼬였던 상태에서 부분적으로 풀려서 진염색질과 이염색질을 형성한다. 염색체 주위에 형질내세망의 조각(fragment)들이 나타나 합해져서 핵막을 형성함으로써 2개의 핵이 생기며 핵소체 형성부에 핵소체가 다시 나타난다. 늦은 종기에는 세포질의 양극의 중간지점에 해당하는 위치에 잘룩하게 원형의 고랑을 형성하는데, 이 고랑은 미세사(microfilament)의 다발인 수축고리가 형성됨에 따라 점점 깊어져 세포질이 2개로 분리되어 세포를 2개로 나눈다 (cell division). 이 때 각 세포의 염색체 수는 2n이 된다.
2. 감수분열(Meiosis)
감수분열은 난모세포(oocyte)와 정모세포(spermatocyte)에서 난자와 정자를 형성할 때 일어나는 세포분열인데, 염색체의 수가 배수(diploid), 즉 2n인 46개에서 단수(haploid)인 n(23개)으로 감소하므로 정자와 난자에 있는 DNA의 양은 체서포에 있는 DNA양의 반에 해당된다. Meiosis는 희랍어로 감소(diminish)라는 말에서 기원하였는데, 이는 유사분열의 경우 2n인 염색체 수가 세포 사이기에서 2배인 4n으로 증가한 후 한 번의 분리가 일어나서 딸세포의 염색체 수는 2n이 되나, 감수분열에서는 2번의 핵 분리로 인하여 염색체 수는 반인 단수로 줄어들기 때문이다.
1) 전기 Ⅰ(prophase Ⅰ)
경과시간이 길어서 여성의 경우 1차 난모세포(primary oocyte) 상태로 사춘기까지 수십 년 지속된다.
2) 중기 Ⅰ(metaphase Ⅰ)
상동염색체가 서로 쌍(bivalent)을 지어 적도판에 정렬한다.
이 때 각 염색체는 서로 연결된 2개의 자매 염색분체로 되어 있어 상동 염색체는 서로 연결된 2개의 자매 염색분체로 되어 있어 상동 염색체는 4개의 염색분체인 tetrad로 구성되어 있다.
유사분열시와는 달리 한 쌍의 상동염책체(homologous chromosome), 즉 같은 모양을 하고 있고 각기 부모의 다른 편(한쪽은 아버지, 한쪽은 어머니)에서 물려받아서 유전적으로 유사하나 동일하지는 않은 2개의 염색체가 서로 가까운 위치에 배열된다. 이때 상동염색체 한쪽의 염색분체의 일부가 다른 쪽 염색체에 속하는 염색분체의 일부와 서로 교환될 수 있다. 이 때 염색체 물질의 교환을 통한 유전정보의 교환이 발생하여 유전적인 다양성 생성(genetic recombination)의 기본이 된다.
3) 후기 Ⅰ (anaphase Ⅰ)
2개씩 짝을 지었던 상동염색체이 염색체들이 1개씩 분리되어 각기 반대쪽 극으로 이동한다. 이 때 각 염색체에서는 자매 염색분체가 붙어 있는 상태로 이동이 일어난다. 교환작용이 일어난 염색체들에서는 이 때 분리되는 2개의 염색체는 연접을 이루었을 때와는 유전적으로 변화된 것이다. 이러한 상동염색체들의 분류는 임의분류로 일어난다. 즉 tetrad(4n)가 dyad(2n)로 분리될 때 상동염책체들은 어느 쪽으로 이동될지 미리 결정되지 않는다. 따라서 이러한 결과로 정자에서 유래한 염책체와 난자에서 유래한 염책체간에 유전정보의 섞임이 일어나서 유전적 다양성이 생기는 데 기여한다.
4) 종기 Ⅰ(telophase Ⅰ)
딸핵(daughter nuclei)이 형성되어 염색체가 방추체의 극에 도달하고 핵막이 염색체 주위에 형질내세망의 구성성분으로부터 재집합한다. 농축되어 있는 염책체가 분산되어 염색질을 형성한다. 즉 진염색질과 이염색질이 형성된다. 이 때 부모 두 사람으로부터 받은 유전자는 각각 다른 딸세포들로 가게된다.
5) 간기 또는 분열 사이기(interphase)
1차 정조세포 또는 1차 난조세포로부터 1차 감수분열에 의하여
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