본문내용
1. 카스파제
1.1. Cell division (세포 분열)
1.1.1. Mitosis (유사분열)
유사분열은 한 개체를 유지하기 위해 이루어지는 세포분열이다. 모세포와 딸세포의 유전자 개수는 변화가 없다.
유사분열은 간기, 전기, 중기, 후기, 말기의 단계로 이루어진다. 간기에는 G1기, S기, G2기가 있다. G1기에는 구조단백질, 효소 등 여러 단백질이 합성되고 세포소기관이 구성된다. S기에는 핵에서 DNA 복제가 일어난다. G2기에는 방추사를 만드는 데 쓰이는 튜불린이 생성된다.
전기에는 중심소체가 이동하여 성상체로 둘러싸이고 염색체가 응축되기 시작하며 핵소체와 핵막이 사라진다. 중기에는 염색체가 적도면으로 이동하고 동원체 분열이 시작된다. 후기에는 동원체에 연결된 방추사에 의해 동원체가 세포의 극 쪽으로 이동하여 V자 모양이 된다. 말기에는 염색분체가 다시 염색사로 풀리고 핵막과 중심립이 다시 생긴다. 세포질 분열에서는 원형질막의 함입에 의해 세포질이 분리된다.
이처럼 유사분열은 세포의 증식과 성장을 위해 일어나는 중요한 과정이다.
1.1.2. Meiosis (감수분열)
1.1.2.1. First maturation division (1차 감수분열)
1차 감수분열
염색체가 가는 섬유 모양으로 응집하는 Leptotene(가는섬유기) 단계부터 시작된다. 상동 염색체가 쌍을 이루는 Zygotene(접합기) 단계에서는 단백질과 RNA로 구성된 접합복합체에 의해 두 상동 염색체가 연결된다. 이후 Pachytene(굵은섬유기) 단계에서 상동 염색체가 더욱 응축하여 짧고 두꺼워지며 교차가 일어난다. Diplotene(겹섬유기) 단계에서는 상동 염색체가 분리되기 시작하지만 자매 염색분체는 여전히 붙어있다. Diakinesis(이동기) 단계에서는 상동 염색체가 완전히 분리되어 총 4개의 염색분체가 관찰된다. 적도판에 쌍으로 정렬된 상동 염색체는 한 동원체에 한 극에서 나온 동원체방추사만 부착된다. 이후 상동 염색체가 분리되어 양쪽의 극으로 끌려가고, 핵이 재배열되며 염색체가 풀어지고 중심립이 복제되면서 세포질 분열이 일어난다. 감수분열 간기에는 S기가 없어 DNA 복제가 일어나지 않고 두 번째 감수분열이 일어난다.
1.1.2.2. Second maturation division (2차 감수분열)
2차 감수분열(Second maturation division)
유사분열과 비슷하게 전기, 중기, 후기, 말기를 거쳐 4개의 딸세포를 가지게 된다. 전기에는 염색체의 응축이 일어나고 핵막과 중심립이 사라지며 방추사가 생성된다. 중기에는 염색체가 적도판에 정렬되고, 후기에는 염색분체가 분리되어 서로 다른 극으로 이동한다. 말기에는 핵막과 중심립이 재형성되고 세포질 분열이 일어나 4개의 딸세포가 생성된다. 이로써 감수분열 과정이 완료되어 유전자 수가 반으로 줄어든 생식세포가 만들어진다. 생식세포는 개체의 성장이나 유지가 아닌 유전정보의 전달을 위해 만들어지므로, 유사분열과 달리 유전자 수가 절반으로 감소한 상태를 유지하게 된다. 따라서 2차 감수분열에서는 개체의 세포 수 증가가 아닌 유전자 다양성 증가를 위한 과정이 진행되며, 이로써 개체의 생식과 유전정보의 전달이 이루어진다. 이와 같은 2차 감수분열의 진행 과정을 통해 생식세포가 형성되며, 이후 수정을 거쳐 새로운 개체가 탄생하게 된다.
1.2. Cell cycle (세포 주기)
1.2.1. INTERPHASE (간기)
G1기 세포의 분열을 결정짓는 중요한 검문지점이다. 세포에 따라 G1기의 기간에 차이가 있으며, 이 기간은 분열이 가능하도록 준비하는 기간이므로 세포들은 단백질, 지질, 탄수화물을 합성한다. 중요한 합성활동을 하는 시기로 염색체와 단백질의 일부를 포함하여, 많은 단백질들은 이 S기 동안에 만들어진다. 이 시기에는 많은 단백질을 합성하며, 미세소관을 형성시키는 튜불린도 합성된다. 또 막 물질은 조립되어 세포막 밑에 있는 작은 빈 낭에 저장되고, 여분의 막은 두 개의 세포들을 에워쌀 수 있게 물질을 충분히 제공하는데 이용된다. DNA는 관련 단백질로 단단히 감겨 더 응축되고, 체세포 분열에 신호를 전달한다.
1.2.2. MITOSIS (유사분열)
전중기 방추사의 형성 이후 즉시 일어나며, 핵막은 해체되고, 방추사는 그때 각 염색체의 중심체와 결합한다. 이 때문에 체세포분열 결과로 생기는 세포는 가 염색분체 쌍으로부터 하나의 염색분체를 가지게 된다. 방추사는 적도판에 염색체를 배열하고, 이러한 정렬 때문에 체세포분열 결과로 생기는 세포는 가 염색분체 쌍으로부터 하나의 염색분체를 가지게 된다. 염색분체마다 하나씩 있는 동원체는 각 쌍에서 반대 극으로 하나의 염색분체를 보내면서 떨어져 나가고, 염색분체가 분리된다. 체세포분열 방추사는 해체되고, 핵과 핵막은 확장되어 나온 세포의 끝에서 재형성된다. 유전물질의 분열이 완성되는 것이다. 세포질분열은 후기 또는 말기에 시작하게 된다. 난할구라고 불리는 세포막 아래에서 만들어지는 액틴과 미오신의 수축환으로부터 기인한다. 수축환은 딸세포를 분리하면서 고무줄처럼 수축한다. 즉, 세포가 둘이 되도록 잡아당기는 것이다. 세포질 분열은 단기간에 완성되고, 일부세포에서는 세포질 분열이 핵분열을 따라 가지 않는다.
1.3. Cell Death (세포의 죽음)
1.3.1. Apoptosis (세포자멸사)
Apoptosis (세포자멸사)는 예정된 세포사로서 협의로 '카스파제(caspase)는 세포자멸에 있어서는 사형집행인격이지만 세포내에서는 중요한 단백질에 쳐들어가는 단백절단효소인 격이다. 이 명칭은 이 효소가 갖춘 2개의 성질을 나타내고 있는데, 하나는 절단반응할 경우 '시스테인(cysteine)내에 있는 황 원자에 의존하는 형인 것으로 네크로시스의 대의어로 쓰여지는 경우가 많다. Apoptosis는 세포 스스로 죽기를 결정하고 생체에너지인 ATP를 적극적으로 소모하면서 죽음에 이르는 과정이다. 이 과정에서 유전자가 작동해 죽음에 이르게 하는 단백질을 만들어낸다. 다음에 설명할 네크로시스와는 정반대로 세포는 쪼그라들고, 세포 내의 DNA는 규칙적으로 절단된다. 쪼그라들어 단편화된 세포 조각들을 주변의 식세포가 시체 처리하듯 잡아먹는 것으로 자살의 과정이 종료된다. Apoptosis의 특징은 (1)세포막구조변화 세포가 동그랗게 된다. (2)핵이 응축한다. (3)DNA가 짧은 단위 '뉴클레오솜(nucleosome)에 상당할 정도로 절단된다. (4)세포가 소형(小型)인 세포자멸소포라로 칭하는 구조로 분해한다는 변화로 나타낸다. Apoptosis의 원인은 다세포생물의 생체내에서는 암화한 세포(그 밖에 내부에 이상을 일으킨 세포)의 대부분은 세포자멸에 의해 취거를 계속하면서, 이것에 의해 대부분의 종양의 성장은 미연에 방어되고 있다. 또한 생물의 발생과정에서는 미리 결정된 시기에서는 미리 정해진 시기에 정해진 장소에서 세포사를 일으켜 예약된 세포사와 이것이 생물의 형태변화 등의 원동력으로서 작용하고 있지만 이러한 세포사도 세포자멸의 기도에 따라 발생한다. 세포가 자살을 택하는 이유는 자신이 죽는 것이 전체 개체에 유익하기 때문이다. 인체 내에서 세포자살이 일어나는 경우는 크게 두 가지데, 하나는 발생과 분화의 과정 주엥 불필요한 부분을 없애기 위해서 일어나고, 다른 하나는 세포가 심각하게 훼손돼 암세포로 변할 가능성이 있을 때 전체 개체를 보호하기 위해 세포 자살이 일어난다.
1.3.2. Ne...
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