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분열효모의 생세포에서 관찰된 상동염색체 접합의 동적 형태

전문가 제언: ○ 유성생식을 하는 고등생물에서는 감수분열을 통하여 하나의 2배체인 체세포에서 2차례의 연속적인 분열로 4개의 반수체인 생식세포가 생성된다. 동물에서 난자와 정자는 같은 과정으로 생성되며 제1 감수분열 전기가 전 기간의 90%를 차지한다. 이 시기에 각 염색체는 단단하게 서로 연결된 2개의 자매염색분체를 형성한다.

- 또한 이 기간의 pachytene기에 접합된 상동염색체 사이에 교차에 의한 유전자 재조합이 일어난다. 이 교차는 하나의 큰 재조합 결절(nodule)에 의해 중재되는 것으로 생각되며 이것은 십자 모양의 chiasma 구조를 형성하며 이 구조는 제1 감수분열 후기까지 지속된다. 제1 감수분열에서는 접합 및 정렬된 상동염색체가 분리되어 2개의 낭세포로 나눠지며 간기 없이 제2 감수분열이 진행된다. 제2 감수분열에서는 체세포분열과 마찬가지로 자매염색분체가 분리되어 각각의 낭세포에 나눠진다.

○ 감수분열에서 상동염색체의 접합은 부모 세대로부터 받은 상동염색체 쌍이 감수분열 전기에 서로 상대방을 찾아내어 접착하는 과정이다. 정상적인 접합과정은 교차에 의한 상동염색체의 재조합과 2개의 낭세포에 상동염색체의 분배에 불가결한 필수 요소이다. 많은 생물에서는 접합과정과 동시에 염색체의 핵 내 배열의 변화나 상동염색체의 재조합 및 감수분열 전기 특유의 염색체 구조의 형성 등 복잡한 세포핵의 변화가 수반된다. 최근에는 새롭게 개발된 생화학적 방법에 의해 염색체의 특정 부위를 살아 있는 세포에서 실시간으로 관찰할 수 있는 방법이 개발되었다.

- 특히 효모와 같은 단세포 진핵세포에서 상동염색체 접합의 전 과정을 관찰할 수 있어 상동염색체의 접합 및 감수분열 전 과정의 분자기구에 대한 많은 연구 성과가 있었으며 이 결과는 보다 복잡한 고등생물의 기전 연구에 도움을 주고 있다.

저자: Da-Qiao ; Yasushi Hiraoka
자료유형: 학술정보