세포분열과 텔로미어의 역할
세포분열의 진행과정
[위즈덤 아고라 / 이동호 기자] 세포분열은 크게 여섯 가지로 나뉜다. 이는 각각 간기(interphase), 전기(prophase), 중기(metaphase), 후기(anaphase), 말기(telophase), 그리고 세포질 분열(cytokinesis)이다. 세포분열의 목적은 오래된 세포를 대체하되, 고유의 유전자 배열을 유지하는 것이다.
간기는 세포 내 DNA와 세포가 세포분열을 준비하는 단계로서, DNA의 경우 염색질이 복제가 되는 과정을 통해 염색분체의 개수가 23쌍에서 46쌍이 된다. 그리고 세포 내의 세포소기관들도 개수가 두 배가 되고, 최종적으로 세포의 크기도 두 배가 된다. 이로써 세포 분열 후에도 각각의 세포가 같은 똑같은 염색분체 23쌍을, 세포소기관, 그리고 세포의 크기를 유지할 수 있게 된다.
전기에는 염색질이 응축되어 현미경을 통해 확인이 가능해진다. 핵막 또한 부서지며 세포 내 염색질의 이동을 가능하게 한다. 또한 세포 양 끝쪽에 중심소체가 생긴다. 중심소체는 방추 미세소관을 만들어내는데, 이는 후의 과정에서 염색분체를 중심소체가 위치한 세포 내 양 끝쪽으로 끌어당기며 세포분열 이후 새로운 2 세포가 각각 23쌍의 염색분체를 가질 수 있게 한다.
중기에는 염색분체가 세포 정중앙에 위치하게 되고, 전기에서 생성된 방추 미세소관이 염색분체의 각각의 염색체에 있는 중심절(centromere)에 생긴 동원체(Kinetichore)에 연결이 된다. 그 후, 동원체가 방추 미세소관의 길이를 줄어들게 하면서 동원체와 방추 미세소관 사이의 연결을 확실시한다.
후기에는 동원체가 방추 미세소관의 길이를 더욱 줄이며 각각의 염색분체의 염색체를 세포의 양끝으로 떨어뜨려 놓기 시작한다.
마지막으로 말기에서 46쌍의 염색체는 전부 세포 양쪽으로 이동을 하여, 다시금 23쌍의 염색체로 돌아오게 된다. 세포 양쪽에 분포된 염색체를 완전히 분리하기 위해 핵막 두 개가 각각의 염색체 23쌍에 생성된다. 이과정을 통해 세포 내의 염색체 분리는 끝이 나게 된다. 그러므로 염색체는 응축되기 전의 염색질의 형태로 돌아간다.
위에까지의 과정은 단지 염색체 분리까지의 과정이다. 그러므로 완전한 세포분열을 위해서 세포질 분열이 일어나야 한다. 세포질 분열이란 세포를 둘러싸는 막의 분열을 말한다. 인간과 같은 동물들의 세포질 분열에 대해 알아보자면, 염색체 분리 후 세포막이 접히면서 분열 고랑(cleavage furrow)을 만들게 된다. 그리고 세포막이 접히면서 분열 고랑이 세포 정중앙에 위치하게 되면 딸세포 2개가 형성되고, 이로써 세포분열은 끝이 나게 된다.
세포 분열이 진행됨에 따라 염색체 양끝에 위치한 텔로미어는 점차 줄어든다. 이는 염색체는 보호하는 역할을 한다. 이 말은 즉슨 텔로미어의 다 닳게 되면, 세포가 더 이상 분열을 못하게 된다는 것이다. 그러므로 텔로미어는 인간의 수명을 결정짓는다.
다만 배아세포에선 텔로미어가 줄지 않는 것으로 발견되었다. 이의 이유는 텔로머레이즈의 활성 덕분이다. 텔로머레이즈는 텔로미어를 재구축하는 효소로 알려져있어 세포 노화가 오지 않는다. 모든 세포에는 텔로머레이즈가 존재하지만 비활성화 상태다. 그러므로 텔로머레이즈의 활성화가 노화 방지의 큰 역할을 할 것이라 생각된다.
