수정란이 줄기세포가 되기까지.

수정란이 줄기세포가 되기까지.

 

 

그림에서 보듯이 수정란은 난할을 계속해서 둘로 넷으로 여덟으로 열여섯으로 서른 두 개로.....기하급수적으로 증가한다. 드디어 겉모양이 뽕나무의 오디모양처럼 오톨도톨하게 된다. 이때는 겉에서 전체의 할구 수를 세기도 힘

들다. 그래서 이 시기를 뽕나무의 열매를 닮았다 해서 상실배(桑實胚)라고 부른다. 즉 드디어 수정란은 배(胚)가 된 것이다. 배(embryo)는 아직 사람의 형태를 갖추지 않았지만 사람으로 발전하는 전단계란 뜻이다. 배(胚)가 각 기관을 발생하여 태아(胎兒)가 된다.

수정란의 겉을 싸는 투명대는 튼튼하여 수정란이 난할을 거치면서 새로 생기는 세포(할구)들이 점점 작아져도 전체 크기는 그대로 유지된다.

오디배를 지나면 세포들이 너무 작아서 바깥쪽으로 몰리게 되고 가운데가 비게 되어서 포배라고 부른다.

아래 그림은 포배의 초기와 후기의 그림이다. 포배 초기에 투명대가 소실되기 시작하여 후기에는 투명대가 사라져서 커진다.

 

 

  

후기 포배의 속세포덩이는 앞으로  배아의 조직과 장기로 될 세포들이지만 아직 운명이 결정되지 않아서 이 시기의 속세포덩이 속의 세포들은 근육 속에 이식하면 근세포가 되고 뼈에 이식하면 뼈세포로 될 수 있기 때문에 줄기세포라고 부른다. 식물의 줄기에서 가지가 나오고 잎이 나오고 꽃이 나오고 열매와 씨가 나올 수 있는 것처럼. 봄에 줄기를 잘라 심으면 그게 자라서 뿌리도 나오고, 가지도 뻗고 잎도 나오고 꽃도 피고 열매를 얻을 수 있는 것처럼. 이 속세포덩이는 우리 온몸의 각 기관으로 자랄 수 있는 세포라서 줄기세포라고 한다.

 

나무를 보면 뿌리에서뻗어나온 줄기에서 가지와 잎과 꽃과 열매 그리고 씨를 얻게 되는 것처럼 배반포를 이루는 세포에서 각 기관을 만드는 세포를 얻을 수가 있어 배반포를 줄기세포라고 부른다.

 

 

포배를 배반포라고 한다.

 

조금 더 발생이 진행되면 낭배기가 되고 후기 낭배가 되면 세포들은 각각 운명이 결정되어 이동을 하여 조직과 기관을 만드는 세포들로 된다.

 

 

처음부터 다시 정리를 하면

1. 난자와 정자가 수정을 하면 수정란이 된다.

2. 수정란은 난할과정을 거치면서 세포수를 증가시킨다.

3. 투명대 때문에 수정란의 전체 크기는 난할을 거치면서 세포 수를 늘려도 전체 크기는 그대로다.

4. 난할로 작은 세포들이 증가하여 겉모습이 오디처럼 오돌토돌하다 하여 상실배가 되면 비로소 embry(胚)가 된다.

5. 상실배가 계속 난할을 하여 세포들이 너무도 작아져서 투명대쪽으로 몰리고 가운데가 비게 되고 겉이 팽팽하고 딱딱해지는데 이때를 포배라고 한다.

6. 포배기 때  한쪽 안쪽으로 속세포덩이가 생기는데 이 부분의 세포들이 장차 조직과 장기가 되는 세포들이다.

7. 포배기 초기가 되면 투명대가 없어지기 시작하여 후기에는 투명대가 사라지면서 배(dmbryo)는 커진다. 배는 세포분열을 왕성하게 하여 계속 자란다.

8. 포배기 다음은 낭배기가 된다.

9. 포배에서 낭배기 초까지의 속세포덩이는 우리 온몸의 조직과 기관이 될 수 있는 줄기세포다.

10. 낭배기 때 세포들이 이동을 한다. 그리고 세포들의 운명이 결정된다. 신경이 되는 세포, 간이 되는 세포, 눈이 되는 세포, 눈에서도 수정체가 되고 각막이 되고, 소화관이 되는 세포 등으로 운명이 결정된다.

 

 

 

수정란은 난할을 계속 해서 새로운 세포를 생산한다. 난할은 수정란의 전체 크기는 그대로이면서 세포분열만 계속 일어나서 난할이 일어날수록 새로 생기는 세포들은 작아진다. 그래서 난할로 생기는 세포를 일반 세포와 구별해서 할구라고 부른다. 모든 세포분열이 그렇듯이 수정란은 난할을 하기 전에 정자와 난자를 통해서 부모로부터 조상의 유전물질을 물려받은 것을 똑 같이 복제를 해야 한다. 그래서 두벌의 유전물질을 만들어 새로 생기는 할구에 각각 한 벌씩의 유전물질을 물러 주어야 한다.

즉 수정란이 갖는 유전자의 본체인 DNA 양이 2n이라면 새로 생기는 할구 마다 모두 각각 2n의 유전물질을 갖게 된다. 엄니의 난자가 갖는 DNA 양이 n, 아버지의 정자가 갖는 DNA 양이 n. 난자와 정자가 합해져서 만들어진 수정란은 2n의 DNA양을 갖는다. 엄니로부터 온 유전자와 아버지로부터 온 유전자는 DNA 이중나선에서 똑 같은 위치에 있으면서 아버지 쪽이 세면 아버지를 닮고 어머니 쪽이 우세하면 어머니를 닮고 둘의 관계가 비등하다면 혼합으로 닮기도 하고 열세였던 유전자가 다음세대에 우세하게 되면 손주가 할머니를 닮기도 한다. 고모를 닮고 이모를 닮고 외삼촌을 닮고 하는 것 유전자들의 우열관계에서 나타난다.

林光子 20080311, 2010.06.12. 수정