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세포질 분열면의 결정 기전

전문가 제언: ○ 진핵세포의 세포분열은 체세포분열(mitosis)와 세포질분열(cytokinesis) 2가지 과정으로 나눌 수 있다. 세포질분열은 주로 체세포분열이 완료되기 전에 시작되며 세포주기의 체세포분열기(M phase)에 일어난다. 체세포분열은 진핵생물에만 있는 독특한 기작으로 서로 다른 염색체 위에 있는 많은 유전정보를 복제하여 2개의 낭세포로 균등하게 배분하기 위해 진화된 것으로 생각된다. 이 과정은 매우 정확하게 일어나며 실제로 효모를 이용한 실험 결과에서 염색체가 잘못 나뉘는 빈도는 세포분열 10만 번 당 1건 정도인 것으로 조사되었다.

○ 체세포분열기는 전기, 중기, 후기 및 말기의 4단계로 구분된다. 세포주기의 DNA 합성기(S phase)에 복제된 2개의 염색체는 미세소관으로 이루어진 미식축구공 모양의방추사에 의해 이동된다. 방추사는 미세소관의 형성체로 알려진 중심체(centrosome)에서 형성되며 동물세포에서는 그 안에 중심소체(centriole)가 들어 있다. 세포분열 과정에서 중심소체가 어떤 역할을 하는지 아직까지 상세히 알려져 있지 않으나, 중심소체를 제거하여도 방추사가 형성되는 것으로 보아 세포분열에 중심소체의 역할이 필수적인 것으로 보이지는 않는다.

○ 세포질분열은 실제로 세포가 둘로 나뉘는 과정으로 세포분열 후기에 시작되는 경우도 있지만 주로 말기에 일어난다. 동물세포의 경우 세포질분열은 세포 표면에 얕은 홈이 생기는 분할구(cleavage furrow)의 형성으로 시작된다. 분할구에는 수축에 관여하는 actin이라는 단백질로 구성되는 고리 모양의 미세섬유가 자루를 졸라매는 끈처럼 수축되어 분할구를 점점 더 깊게 파고들게 하여 결국 모세포가 2개의 낭세포로 나누어진다. 이 세포질분열 과정은 세포주기에서 가장 역동적인 형태 변화를 유도하며 오래전부터 많은 연구자의 관심을 모았다. 그러나 분열면의 결정이나 분열의 진행이 어떻게 조절되는 가 등의 중요한 문제들이 밝혀야 할 과제로 남아 있다. 최근의 연구와 실험 기법의 발전으로 세포질분열의 분자기구가 조금씩 밝혀지고 있다.

저자: Maki Murata-Hori
자료유형: 학술정보