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비대칭 세포분열을 조절하는 세포극성

전문가 제언: ○ 진핵세포의 분열은 체세포분열(mitosis)과 세포질분열(cytokinesis) 2가지 과정으로 일어난다. 체세포분열은 진핵생물에만 있는 독특한 기전으로 서로 다른 염색체 위에 있는 많은 유전정보를 복제하여 2개의 낭세포로 균등하게 배분하기 위해 진화된 것으로 생각된다. 세포주기의 DNA 합성기(S phase)에 복제된 2개의 염색체는 미세소관으로 이루어진 미식축구공 모양의 방추사에 의해 이동된다.

- 방추사는 미세소관의 형성체로 알려진 중심체(centrosome)에서 형성되며 동물세포에서는 그 안에 중심소체(centriole)가 들어 있다. 동물세포의 경우 세포질분열은 세포 표면에 얕은 홈이 생기는 분할구(cleavage furrow) 형성으로 시작된다. 분할구에는 수축에 관여하는 actin이라는 단백질로 구성되는 고리모양의 미세섬유가 자루를 졸라매는 끈처럼 수축되어 분할구를 점점 더 깊게 파고들게 되어 결국 모세포가 2개의 자매세포로 나누어진다.

○ 대부분의 동물세포는 형태적으로나 기능적으로 서로 다른 극성을 나타내지만 세포가 어떻게 앞과 뒤를 인식하는지는 아직 완전히 밝혀져 있지 않다. 이 세포극성에 의해 조절되는 가장 대표적인 현상이 세포분열의 비대칭성이다. 대부분의 동물세포 분열에서 분할구는 대칭적으로 형성되어 2 자매세포는 같은 크기로 만들어진다. 그러나 특별한 경우에는 서로 다른 크기의 자매세포가 만들어지는 비대칭 분열이 일어난다. 가장 잘 알려진 것은 난자형성(oogenesis)과 배아의 초기 발생 과정에서 나타난다. 양서류 배아의 비대칭 분열은 난자의 세포극성에 의해 결정된다. 난자 자체가 공간적인 특징을 보이며 어떤 세포 구성 물질이 어느 부위에 밀집되어 있다.

- 이와 같은 세포 내용물의 비대칭은 세포분열의 비대칭을 초래한다. 비대칭 세포분열은 세포의 다양성을 가능하게 하는 기전으로 생각되며 세포극성과 밀접하게 연관되어 있다. 초파리와 선충에서 그 분자기구가 자세히 연구되어 있으며 유사한 관련 인자들이 척추동물에도 보존되어 있어 공통의 기전이 존재할 것으로 시사되고 있다.

저자: Yasushi Izumi ; Fumio Matsuzaki
자료유형: 학술정보