일반생물학 (12) - 세포주기

세포분열은 유전적으로 동일한 딸세포를 만들어 낸다.


 세포분열이 하는 역할: 생식, 생장과 발생, 조직의 재생
 
세포분열 과정은 세포주기(cell cycle)의 필수적인 구성요소이다. 세포주기는 모세포로부터 분열되어 세포가 형성된 그 순간부터 두 개의 세포로 번식할 때까지의 세포의 일생을 의미한다.

 유전물질의 세포내 구성

DNA 전체를 통틀어 유전체(genome)이라 부른다.
 원핵세포는 하나의 긴 DNA 분자이지만 진핵세포는 여러개의 DNA 분자로 되어 있다.

 DNA복제와 분배를 위해선 DNA가 염색체 구조를 형성해야한다.  모든 진핵생물들은 각 세포핵 내에 특징적인 숫자의 염색체를 지닌다.

생식세포는 배우체라고 불린다.(정자, 난자 두개가 합쳐지는거니까.)
염색체는 염색질로 이뤄져있다.
염색질 : DNA + 단백질 분자

복제된 염색체는 두개의 자매염색분체를 가지고 있고, 이들은 동일 DNA를 소유한다.(복제라서!) 

염색체는 복제후에 기계적인 과정을 통해서 두 딸세포로 분배된다.

복제가 처음 되었을 때 응축된 형태에서 복제된 염색체를 동원체라고 부른다. 그리고 세포가 분리되어 세포의 양끝에 형성되는 새로운 두 개의 핵으로 이동되는데 이를 핵분열이라 한다. 그 이후 세포질분열을 통해 완벽하게 떨어지게 된다.

세포주기에서 세포분열기와 간기가 교대로 나타난다.

세포주기의 단계


세포주기는 간기(G1,S,G2),M기로 나눠진다.

간기에선 염색체가 복제되고 M기에선 핵분열에 의해 핵이 분열되서 딸세포로 가고, 세포질이 세포질분열에 의해 나눠진다. 전체 세포주기에서 세포분열기인 M기는 간기에 비하면 새발의 피 수준의 시간을 차지하고 있다. 물건을 만드는게 쉽겠는가, 포장하는게 쉽겠는가? 당연히 포장하는게 더 쉽고, 짧게 걸린다. 세포분열도 마찬가지다. DNA 복제가 되는 시간이 더 오래걸리고, 세포질분열이 짧게 걸린다.

G1에서 세포는 성장하고
S에서 DNA가 복제되며 성장하고
G2에서 세포분열 준비를 하면서 성장한다.


체세포분열방추에: 자세히 살펴보기

체세포분열방추체는 미세소관에 단백질이 결합하여 이루어진 섬유로 구성되어 있다.


방추사 미세소관은 중심체에서 시작된다.
짧은 미세소관이 방사형으로 분포한 성상체가 중심체에서 뻗어나와 있다.


방추체 : 중심체 + 방추사 미세소관 + 성상체

체세포분열방추사는 '전기'에 형성되기 시작한다.


간기의 G2기  - 핵막이 핵을 둘러싸고 있는 성장기
전기 - 염색사가 강하게 감기고 응축되어 광학현미경으로 관찰될 수 있다. 인이 손실된다.
전중기 - 핵막 붕괴가 일어나고 염색체가 방추사에 의해 잡아당겨진다, 방추사부착점에 결합하지 않은 미세소관은 세포의 골격과 크기 유지에 관여한다.
중기: 체세포분열 중 가장 긴 시기. 중심체는 양 끝에 있고 염색체가 중앙에 위치한다.
후기: 자매염색분체가 떨어지고 완전한 염색체가 된다. 
말기: 2개의 딸핵이 세포 안에서 형성되기 시작한다., 염색체의 응축이 풀린다. 
세포질분열: 세포가 완전히 2개로 갈라진다.


세포주기 조절시스템

세포분열이 제대로 되고 있는지 검사하는 검문지점(checkpoint)가 존재한다. 이를 통해 제대로 분열이 되고 있는지를 검사하고 실패하였을 경우엔 비분열 상태로 넘긴다. G1검문지점에서 실패하면 G0기로 들어간다. 

인체세포의 대부분은 g0기에 있는데 완전히 성숙했기 때문에 분열하지 않기 대문이다.

밀도-의존성억제: 외부의 물리적 요인으로 인해 분열을 멈추는 경우