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발생생물학의정의와 낭배, 난할

발생생물학발생생물학이란생물의 발생을 연구하는 생물학의 한 분야.생물의 발생을 연구하는 생물학의 한 분야. 생물의 발생에 대한 연구 분야는 1940년대에는 발생학·실험발생학·화학적발생학 등으로 세분되어 있었다. 그러나 연구의 진보에 따라 실험적으로 발생을 연구한다고 할 때 실험발생학과 발생학의 구분이 곤란해지고, 생화학적 방법도 발생의 연구에 도입되어 이것들이 통합되어야 한다는 인식이 생겼다. 또한 발생학의 연구 범위도 배의 발생에만 한정하지 않고 발생의 기본적 원리가 미치는 모든 생물현상까지 포함되어야 한다는 관점에서 1950년 미국의 연구자들이 발생생물학을 제창했다. 발생현상을 지배하는 기본원리는 세포 증식과 분화이며, 이것들이 배라고 하는 세포집단 속에서 유기적으로 제어되는 메커니즘도 포함된다. 이러한 메커니즘을 이해하는 것은 발생생물학 과제의 하나이다. 만일 이 제어메커니즘에 착오가 생기면 증식과 분화에 이상이 온다. 이것이 암이며, 암병리의 해명도 이 분야의 과제이다. 세포분화 기본원리의 하나를 세포가 유전자로서 가지고 있는 정보 중에서 어떤 것은 발현시키고 다른 어떤 것은 발현시키지 않는다고 하는 유전자의 선택적 발현이라고 할 때, 유전자 발현의 제어메커니즘에 대한 연구도 이 분야에 포함된다. 개체라고 하는 세포집단 속에서 세포가 자기와 비자기를 인식할 수 있느냐는 문제도 면역의 근본원리와 관련해서 최근 주목받고 있다. 이외에 재생·노화·죽음 등도 연구 범위에 포함되며, 이러한 것들을 종합해서 개체생명의 본질에 접근하려는 것이 발생생물학의 현단계라 할 수 있다.발생이란다세포생물의 난자가 수정하여 배, 유생을 거쳐 성체가 되기까지의 과정.다세포생물은 단세포성인 생식세포(난자와 정자)를 만들고 이것들은 수정과정을 거쳐 수정란이 된 뒤 수정란에 들어 있는 능력에 따라 규칙적으로 정해진 순서를 밟으면서 복잡한 체제를 만들어 간다. 이같은 현상을 개체발생이라고 하며, 개체발생에 대해서는 이미 오래 전부터 개구리 ·도롱뇽 ·성게 등을 재료로 하여 연구가 활발히 진행되어 왔다.개체가 발생하는 과정을 자세히 관찰하면 태고에 지구상에 나타난 생명체가 긴 세월을 거치는 동안, 그 조상이 복잡한 체제를 가진 생물체로 진화하여 온 모습을 다시 한번 연출하면서 발생한다. 이런 것을 계통발생이라고 한다.E.H.헤켈은 '개체발생은 계통발생을 되풀이한다'라고 하는 진화재연설을 제창하였다. 현미경이 아직도 발달하지 않았을 때 정자를 관찰한 사람은 정자 안에 쭈그리고 앉은 모습을 한 미세한 사람이 있다고 생각하고, 생물들은 장차 발생할 방향이 미리부터 정해져 있다고 하는 전성설을 내세웠으나, 결국은 정자나 수정란에는 그러한 구조는 없고 발생이 진행되면서 점차 정해진 방향으로 분화를 하여 개체가 된다는 후성설이 보다 더 실증적인 학설로 받아들여지게 되었다. 일란성쌍생아의 탄생은 바로 후성설을 증명해 주는 예가 된다.개체발생은 분화와 생장의 두 가지 생물학적 현상이 복합적으로 합쳐진 것이며 이것들을 따로 떼어서 생각할 수 없다. 즉, 수정란은 세포분열을 계속하여 초기의 배아(포배)를 형성하여 세포의 수를 늘려 가면서 생장을 하지만 배아기를 지나면 보다 복잡한 모양인 낭배를 만든다. 낭배가 되면 세포들은 분화를 보이기 시작하면서 배아의 분화된 형태가 나타나기 시작한다. 즉, 낭배는 외배엽 ·중배엽 ·내배엽을 만들게 되고, 각각의 배엽은 여러 조직과 기관에로의 분화를 계속하면서 체제가 더욱 복잡해지고 생장이 계속된다. 외배엽은 표피와 이로부터 분화하여 만들어지는 비늘 ·각질층 ·깃털 등과 뇌 ·척수 및 신경과 여러 종류의 감각기관들을 만든다. 중배엽은 근육 ·골격 ·혈액과 순환기관 ·배설기관, 그리고 생식기관들을 만들며, 내배엽은 소화기관과 그 내상피층 ·간 ·이자 등을 만든다.양서류의 낭배의 초기 원구배순이라고 하는 부분의 세포들은 점차 낭배 안으로 말려 함입하여 들어가서 척색중배엽이 되지만 이 부분은 등쪽 밖의 외배엽에 작용하여 신경판을 형성하게 한다. 만일 양서류 낭배의 원구배순을 떼어서 다른 낭배의 어느 한 부위에 이식하면, 자신의 신경판을 형성하는 것과 동시에 이식한 원구배순의 세포들도 이식된 부분으로부터 함입이 일어나 숙주의 세포들에 작용하여 제2의 신경판을 만들게 하고 끝내는 제2차 배가 된다. 이처럼 원구배순에는 다른 세포들에 작용하여 신경판을 형성하게 하며 나아가 배아를 발생하게 하는 성질이 있다. 이를 형성체라고 하고, 형성체로부터 다른 조직에 작용하는 물질이 나오는데 이것을 유도물질이라고 하며 그러한 현상을 유도라고 한다. 초기 뇌의 옆 부분, 측뇌가 접하고 있는 외배엽 부분에는 안배가 만들어지고 이 부분에는 수정체가 생기며 수정체와 접한 외배엽세포는 뒤에 투명한 각막이 형성되면서 눈이 완성되는데 이 때에도 측뇌로부터는 수정체를 형성하게 하는 유도물질이 나오는 것으로 알려지고 있다. 이와 같이, 발생단계에 한 기관이 다른 기관의 형성을 유도하게 되는데, 아직도 그 메커니즘에 대해서는 잘 알려져 있지 않다.개체발생의 방향은 수정란이 지니고 있는 유전정보에 의해 이미 정해져 있다. 유전정보는 핵 내의 DNA에 내재되어 있기 때문에 발생기간 동안 핵은 중요한 기능을 나타낸다. 발생이 진행되고 있는 세포에서 핵을 제거하면 발생은 즉시 중단이 되고, 그 세포에 다시 핵을 공급하면 발생은 다시 진행된다. 1개의 수정란으로부터 분열되어 나온 각 세포의 핵은 수정란의 핵과 동일한 양과 질의 DNA를 가지고 있으나, 분화해 가는 과정에서 조직의 종류와 시기에 따라, 발현하는 형질의 종류가 달라진다. 이것은 특정한 유전형질의 발현을 위한 DNA의 활성 여부가 조직 ·세포의 환경에 영향을 받는다는 오페론설로 설명할 수 있다.낭배동물의 개체 발생 초기의 한 단계에서 볼 수 있는 배.동물의 개체 발생 초기의 한 단계에서 볼 수 있는 배. 원장배라고도 한다.동물이 난할할 때 세포수가 점차 증가하여 세포가 공 모양의 표면에 배열되어 가운데 빈 방을 만드는 포배기 다음에, 신경배 전에 오는 것으로, 표면의 일부가 들어가 두 층의 벽으로 되어 주머니 모양이 되는 것을 말한다. 이 때 가운데 부분을 원장이라 하고, 외부를 외배엽, 내부를 내배엽이라 한다.* 낭배난할이란생물의 발생 초기에 볼 수 있는 수정란의 세포분열.분할이라고도 한다. 성게의 난할을 보면, 맨 처음과 두 번째의 난할은 알의 위아래를 잇는 수직면에서 일어나는데, 이를 경할이라고 하며, 세 번째의 난할은 중앙의 적도면 근처에서 가로로 일어나므로 위할이라고 한다. 그 이후에는 경할과 위할이 교대로 계속 일어난다. 난할의 방식은 난황의 위치와 양에 따라 다양하게 나타난다. 즉, 성게나 사람의 난자와 같이 난황이 비교적 고르게 분포되어 있는 등황란은 등할을, 개구리나 물고기의 난과 같이 난황이 식물극 쪽에 치우쳐 있는 단황란 중 약단황란은 부등할을, 강단황란은 반할을 한다. 그리고 곤충의 난과 같이 난황이 난의 중앙에 모여 있는 중황란은 표할을 한다.제1난할을 기준으로 볼 때 등할과 부등할은 동물극에서 식물극까지 모두 나누어지므로 전할이라 하고, 반할과 표할은 일부분에서 난할이 일어나므로 부분할이라고 한다. 난할의 결과 수정란은 다수의 세포로 된 포배로 되는데, 여기까지의 시기를 난할기라 한다. 난할기를 다시 세분하여 구별할 경우에는 생긴 할구의 수에 따라서 2세포기 ·4세포기… 등으로 구분한다. 난할은 본질적으로 많은 체세포에서 볼 수 있는 유사분열과 같으나 생긴 딸세포는 원래의 모세포의 크기만큼 되기 전에 다시 분열을 하므로 난할이 진행됨에 따라 하나하나의 세포는 점점 작아진다.단황란난황의 양에 의하여 동물란을 분류할 때의 한 형.부등황란의 하나이다. 동물의 알 속에 영양분으로 저장되어 있는 난황은 대부분의 경우 알 속에 균일하게 분포되어 있지 않다. 난황이 어디로 쏠려 있는가에 따라 알을 크게 나눌 때 난황이 알의 한쪽으로 쏠려 있는 것을 말하며, 대부분의 동물의 알은 여기에 속한다. 난황이 쏠린 방향과 일치시킨 축을 알의 축으로 생각하여 그 난황이 쏠려 있는 쪽의 끝을 식물극, 그 반대쪽 끝을 동물극이라고 한다. 난황이 쏠려 있다고 해도 달걀 등에서는 난황의 양이 아주 많아서 난황을 포함하지 않은 알의 원형질은 겨우 동물극의 끝쪽에 있을 뿐인데, 이 부분을 배반이라 하며, 여기에서 나중에 배체가 형성된다.

자연과학| 2005.05.16| 6페이지| 1,000원| 조회(789)

생물, 발생, 난할, 낭배

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[미생물학] serial dilution과 cell counting 평가A좋아요

SERIAL DILUTION과VIABLE CELL COUNTING황 만 석viable cell counting은 일정 부피내에 존재하는 세균 수의 측정하는 방법이다.viable cell counting을 하기 위해선 우선 Serial Dilutions을 먼저 한다.Serial Dilutions은 연속 희석이라고도 한다.Serial Dilutions을 간단하게 설명하면 하나의 어떤 시료가 ml당 10,000마리의 박테리아를 가지고 있다고 하자.이 시료 1ml를 평판 배양 할 경우, 이론적으로는 페트리 배지 평판에 10,000개의 콜로니가 형성될 것이다.분명히 이것은 셀 수 없을 것이다.그런데 만일 이 시료 1ml를 9ml의 멸균수가 들어 있는 시험관에 옮겨 담으면, 이 관의 액체 1ml은 이제 각각 1,000마리의 박테리아를 포함하게 될 것이다. 총 10ml에 10,000마리가 들어 있기에.이 시료 1ml를 페트리 평판에 접종하면, 여전히 평판에는 셀 수 없을 정도로 많은 잠재 콜로니(potential colonies)가 있을 것이다. 그러므로 또 다른 연속 희석을 할 수 있을 것이다.1,000마리의 박테리아가 들어 있는 1ml를 또 다른 9ml 물의 시험관에 옮긴다. 이 시험관의 1밀리리터에는 이제 각각 100마리의 박테리아만 들어 있게 되고, 이 시험관의 내용물 1ml를 평판 배양 할 경우, 잠재적으로 100개의 콜로니가 형성될 것이다.이렇게 희석을 여러번 시켜서 원하는 최종 희석을 찾아낸다.이것이 바로 serial dilution 이다.Serial Dilutions을 할 경우에는 같은 시료를 희석할 때라도 각 단계의 희석에 별개의 살균된 피펫을 사용해야 한다.왜냐하면 희석 초기의 시료 중에는 균의 농도가 높으며, 액이 다 빠진 후에 벽에 붙여 있어던 세포가 다음 희석에 포함되기 때문에 최종 집락의 측정에 큰 오류를 발생시킬 수 있기 때문이다.또한 이때 사용하는 시험관 안의 희석액은 주로 생리 식염수나 증류수를 사용한다.이렇게 희석을 마친 시료를 이제는 일정 부피내에 존재하는 세균 수를 측정한다.일정부피내에 존재하는 세균 수를 측정하는 방법에는1. 혈구 측정기(haemacytometer)를 이용하여 현미경하에서 세균수를 직접 측정하는방법2. 적절히 희석한 시료를 배지에 접종하여 형겅되는 콜로니의 수를 측정하는 법3. 시료 또는 배양액의 탁도를 측정하여 세균수를 계산하는 법이 있다.이중에서 가장 일반적으로 사용하는 방법이 두 번째인 viable cell counting이다.이것은 평판배지상에 형성된 콜로니수는 시료내에 포함되어 있는 콜로니 형성이 가능한 살아있는 세균의 숫자에 비례한다는 조건에 실시하는 것이다.또한 viable cell counting에는 두가지 방법이 있는데,1. 주입 평판법2. 표면 평판법이 있다.A. 시료의 희석(serial dilution)B. 접종1. 멸균된 패트리 디쉬에 시료의 종류, 희석비율 등을 유성펜으로 기록해 두고, 희석액 을 1ml 또는 0.1ml 멸균된 패트리 디쉬에 가한다.2. 각 희석액당 둘내지 수개의 패트리 디쉬에 접종한다.3. 희석액을 접종한 패트리 디쉬에 미리 녹여 45~50도로 액화시켜 둔 한천 배지 15ml를 주입하고, 바로 흔들어 접종액이 배리에 골고루 섞이도록 한다.C. 배양1. 배지가 완전히 굳은 후, 패트리 디쉬를 뒤집어 배양기에 넣고 배양한다.D. colony수의 측정과 계수1. 적정기간 배양한 후 colony수가 30~300의 범위로 생성된 동일 희석배율의 평판배지를 골라 숫자를 세고 평균을 구한다.2. 평균 세균수에 희석비율을 곱하면 원래의 시료에 존재하는 세균 중 colony 형성능이있는 살아있는 세균의 평균수를 구할 수 있다.EX) 희석액 0.1ml를 접종한 경우(평판배지는 3개를 접종함)1. 동일한 희석액 1ml를 가한 경우보다 10배를 더 곱하여 구한다.2. 1:1000(10-3)으로 희석한 희석액 0.1ml을 접종한 펑판배지 3장의 총 콜로니수가540개였다면,3. 시료 1ml의 평균 세균수는(540*1/3)*103*10 = 1800000세균/ml or 1.8*106 이 된다.1. 주입평판법- 시료를 살균된 패트리 디쉬에 옮긴다.- 살균된 배지를 가하여 시료와 잘 혼합한다.- 패트리 디쉬를 뒤집어서 배양한다.- 결과표면 집락(둥그런모양의 colony가 형성.그리기가 힘들어 표시 를 못합니다.집적손으로 그리세요!!*^^*)배지속의 집락(표면집락보다 작은 colony가 형성,이것도 직접그려주세요!!원안에 듬성듬성 colony를 그리시 면 됩니다.)

자연과학| 2003.10.05| 5페이지| 1,000원| 조회(4,392)

Serial dilution, Viable cell counting, 시료의..

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