두번째 감수 분열: 체세포 분열과의 차이를 결정짓는 단계

두 번째 감수 분열

세포는 디옥시 리보핵산을 복사하지 않고 첫 번째 감수 분열에서 바로 두 번째 감수분열로 이동합니다. 두 번째 감수분열은 감수분열 I보다 짧고 단순한 과정이며, 두 번째 감수분열을 반수체 세포의 유사분열로 생각하는 것이 도움이 될 수 있습니다. 두 번째 감수 분열에 들어가는 세포는 첫 번째 감수 분열에서 만들어진 세포입니다. 이 세포는 각 상동체 쌍에서 단 하나의 염색체를 가지고 있는 반수체이지만 염색체는 여전히 두 개의 자매 염색분체로 구성되어 있습니다. 두 번째 감수 분열에서 자매 염색분체가 분리되어 복제되지 않은 염색체를 가진 반수체 세포를 만듭니다. 이 단계 동안 염색체가 응축되고 필요한 경우 핵막이 분해됩니다. 중심체는 떨어져 움직이고, 그 사이에 방추체가 형성되고, 방추체 미세소관은 염색체를 포착하기 시작합니다. 각 염색체의 두 자매 염색분체는 반대쪽 방추극의 미세소관에 의해 포착됩니다. 두 번째 중기에서 염색체는 중기 판을 따라 개별적으로 정렬됩니다. 두 번째 후기에서는 자매 염색분체가 분리되어 세포의 반대극 쪽으로 당겨집니다. 두 번째 후기에서는 각 염색체 세트 주위에 핵막이 형성되고 염색체가 응축됩니다. 세포질 분열은 염색체 세트를 새로운 세포로 분할하여 감수분열의 최종 산물을 형성합니다. 각 염색체에는 하나의 염색분체가 있는 4개의 반수체 세포가 있습니다. 인간에서 감수분열의 산물은 정자 또는 난자입니다.

 

유전적 다양성

감수분열에서 생성된 배우자는 모두 반수체이지만 유전적으로 동일하지는 않습니다. 각 배우자는 시작 세포에 존재하는 유전 물질의 고유한 염색체를 가지고 있습니다. 밝혀진 바와 같이 염색체가 4개뿐인 세포의 경우에도 4개보다 잠재적인 배우자 유형이 훨씬 더 많습니다. 유전적으로 다른 많은 배우자를 얻을 수 있는 두 가지 주요 이유는 다음과 같습니다. 상동체가 교차하고 유전 물질을 교환하는 지점은 다소 무작위로 선택되며 감수 분열을 거치는 각 세포에서 다를 것입니다. 감수 분열이 인간과 같이 여러 번 발생하면 교차가 여러 지점에서 발생할 것입니다. 첫 번째 중기에서 상동체 쌍의 무작위 방향은 상동 염색체의 다양한 요소를 가진 배우자의 생산을 발생시킵니다. 인간 세포에서 상동체 쌍의 무작위 방향만으로도 가능한 배우자의 유형은 상당히 다양합니다. 다양한 염색체들이 교차를 하게 되면, 유전적으로 다른 배우자의 수를 만들 수 있는 확률은 사실상 무한합니다. 감수분열 및 수정에 의해 생성된 유전적 다양성이 진화에서 어떻게 중요하고 개체군이 생존하는 데 도움이 되는지 알아보려면 종의 변이에 대해 살펴볼 필요가 있습니다.

 

유사분열과 감수분열 비교

유사분열은 유전적으로 원래 모세포와 동일한 2개의 이배체 체세포를 생성하는 반면, 감수분열은 원래 부모(배아) 세포에서 유전적으로 고유한 4개의 반수체 배우자를 생성합니다. 유사분열은 한 번의 세포 분열을 포함하는 반면, 감수 분열은 두 번의 세포 분열을 포함합니다.

 

체세포 분열 과정

유사분열은 단일 세포가 두 개의 동일한 딸 세포로 분열하는 과정입니다. 유사분열 동안 하나의 세포는 한 번 분열하여 두 개의 동일한 세포를 형성합니다. 유사분열의 주요 목적은 성장과 마모된 세포를 교체하는 것입니다. 제때 수정하지 않으면 유사분열 중 실수로 인해 디옥시리보핵산이 변할 수 있습니다. 유사 분열은 다섯 단계로 나뉩니다.

 

전기

세포의 디옥시리보핵산은 세포 분열을 준비하기 위해 복사되는데, 이것은 두 개의 동일한 완전한 염색체 세트를 발생시킵니다. 각각 한 쌍의 중심체를 포함하는 두 개의 중심체이며, 이러한 구조는 세포 분열 과정에 중요합니다. 간기 동안 미세소관은 이러한 중심체에서 확장됩니다.

 

전중기

염색체는 현미경으로 쉽게 볼 수 있는 엑스자형 구조로 응축됩니다. 각 염색체는 동일한 유전 정보를 포함하는 두 개의 자매 염색분체로 구성됩니다. 염색체는 쌍을 이루어 첫 번째 염색체의 두 사본이 함께 있고, 두 번째 염색체의 두 사본이 함께 있는 식입니다. 복제가 끝나면 세포의 핵 주위에 있는 막이 용해되어 염색체를 방출합니다. 미세소관과 기타 단백질로 구성된 유사분열 방추는 중심체가 세포의 반대극으로 이동할 때 중심체 사이에서 세포를 가로질러 확장됩니다.

 

중기

염색체는 세포의 중심인 적도를 따라 끝에서 끝까지 깔끔하게 정렬됩니다. 중심체는 이제 세포의 반대쪽 극에 있으며 유사 분열 방추 섬유가 연장됩니다. 유사분열 방추 섬유는 자매 염색분체 각각에 부착됩니다.

 

후기

그런 다음 자매 염색분체는 하나의 염색분체를 한 극으로 당기고 다른 염색분체를 반대 극으로 당기는 유사분열 방추에 의해 분리됩니다.

 

말기

세포의 각 극에는 완전한 염색체 세트가 모입니다. 두 개의 새로운 핵을 생성하기 위해 각 염색체 세트 주위에 막이 형성됩니다. 그런 다음 단일 세포가 중간을 오목하게 만들어, 핵 내에 완전한 염색체 세트를 각각 포함하는 두 개의 별도 딸 세포를 형성합니다. 이 과정을 세포질 분열(cytokinesis)이라고 합니다.