틴매일경제

우리 몸은 약 60조개 세포로 구성돼 있다. 하나의 수정란이 몇 번이나 분열해 이렇게 많은 세포가 생긴 것일까? 세포 분열이 엄청나게 많이 일어났을 것 같지만, 겨우 45회 정도 분열한 결과다. 약 30회 분열에 10억개, 40회 분열을 마치면 약 1조개 세포를 가지게 된다. 그렇다면 45회 분열한 다음 우리 몸을 구성하는 세포는 더 이상 분열하지 않는 것일까? 아니다. 뇌세포와 같은 일부 세포를 제외하고 우리 몸을 구성하는 세포는 끊임없이 분열하고 증식하여 낡고 손상된 세포를 새로운 세포로 교체한다. 예를 들어 음식물과 늘 직접적으로 접하는 위 점막 세포는 3~4일마다, 피부 세포는 약 4주마다, 적혈구는 약 4개월에 한 번씩 새로운 세포로 교체된다.

세포는 일정 기간 생장해 분열에 필요한 물질을 합성한다. 생장하는 동안 세포는 핵 속에 존재하는 유전 물질인 DNA를 복제한다. DNA를 포함해 분열에 필요한 물질이 준비되면 세포는 분열을 시작하는데 핵이 먼저 분열하고 세포질이 둘로 나뉘는 과정을 거쳐 두 개의 딸세포를 형성한다. 이때 복제된 DNA를 두 개의 딸세포에 똑같이 분배하게 된다.

이제 본격적으로 체세포 분열과 감수 분열에 대해 알아보자. 세포는 세포 주기에 따라 생장과 분열을 거듭하는데 분열에 해당하는 단계가 바로 체세포 분열이다.

감수 분열은 정자와 난자를 만드는 과정이다. 감수 분열은 생식 세포를 형성할 때 배우자 속에 자신의 염색체 수가 절반만 들어가도록 해 수정 결과 자손의 염색체 수가 일정하게 유지되도록 한다. 감수 분열을 통한 유성 생식의 가장 중요한 장점은 유전적 다양성을 증가시키는 것이다.

유전적 다양성이란 자손이 부모와 다른 유전적 조성을 가지는 것을 말하며, 이로 인해 변화하는 환경 아래에서 자손들의 생존율을 높일 수 있다. 사람의 경우 일란성 쌍둥이를 제외하고는 부모와 자식 사이 또는 형제와 자매 사이에서도 많은 차이가 있다.

우리가 부모님을 닮은 이유는 생식 과정을 통해 각각 아버지와 어머니로부터 23개의 염색체를 물려받았고 이 염색체에는 부모님의 대립 유전자가 들어 있기 때문이다. 그러나 생식 세포가 분열할 때 각각의 상동 염색체 쌍에 들어 있는 대립 유전자 쌍이 무작위로 분리된다. 같은 염색체에 연관된 유전자들 사이에 때때로 교차가 일어나면서 아버지로부터 다양한 유전자 조합의 정자가, 어머니로부터 다양한 유전자 조합의 난자가 만들어진다.

다양한 유전자 조합의 생식 세포 중 단 1개의 정자와 난자가 무작위로 수정돼 우리가 태어난 것이므로 우리는 부모님과 다른 형질을 가질 수 있다. 즉 생물은 유성 생식을 통해 같은 부모로부터 유전적으로 다양한 자손을 낳을 수 있게 되며 이와 같은 생물들 간의 유전적 다양성은 '진화'의 원동력으로 작용한다.

태어나는 아이가 건강하기를 바라는 마음은 부모 누구나 똑같다. 나이가 많은 임신부는 아기가 태어나기 전 장애가 있는지 없는지를 검사하는데, 현재 많이 행해지는 검사 중 하나가 양수 검사다. 양수란 태아가 자라고 있는 자궁 내에서 완충 작용을 하는 체액을 말한다. 양수 속에는 태아에게서 떨어져 나온 세포들이 존재하므로 양수를 긴 주삿바늘로 채취해 태아 세포에 있는 염색체를 현미경으로 관찰하면 태아의 이상 유무를 검사할 수 있다.

분열 중인 세포의 염색체를 현미경으로 관찰해 염색체의 형태, 크기, 수의 특징을 살펴보는데 이를 핵형 분석이라고 한다.

핵형은 생물학적 종에 따라 모두 다르다. 동일한 생물학적 종이라도 염색체 수가 증가하거나 적어지는 등 이상이 생기면 핵형 분석을 통해 알 수 있다. 사람은 정자와 난자로부터 각각 23개의 염색체를 물려받으므로 한 세포에는 46개의 염색체가 존재한다. 염색체 이상은 염색체 수가 정상보다 많거나 적은 염색체 수 이상과 염색체 수는 정상이나 염색체의 구조적 이상으로 나뉜다.