세포번식-개념, 단계, 감수분열과 유사분열

2024-10-02생물학35

세포 재생산, 감수 분열, 유사 분열 및 그 단계가 무엇인지 설명합니다. 또한, 삶의 다양성에 있어 중요성도 있습니다.

세포 재생산은 유기체의 존재를 허용합니다.

세포 재생산이란 무엇입니까?

각 세포가 분열하여 두 개의 서로 다른 딸세포를 형성하는 세포 주기 단계를 세포 재생산 또는 세포 분열이라고 합니다 . 이는 모든 형태의 생명체 에서 발생하며 다세포 생물 의 성장, 조직 대체 및 번식뿐만 아니라 생명체의 영속성을 보장하는 과정입니다 .

세포는 생명의 기본 단위이다 . 각 세포는 생명체와 마찬가지로 성장하고, 성숙하고, 번식하고 , 죽는 수명 을 가지고 있습니다 .

세포 재생산에는 다양한 생물학적 메커니즘이 있습니다. 즉, 새로운 세포가 생성되도록 하고 , 유전 정보를 복제하며 , 주기가 다시 시작되도록 합니다.

생명체 의 삶의 특정 시점에서 세포는 재생산을 멈추고(또는 덜 효율적으로 재생산하기 시작함) 노화되기 시작합니다. 그것이 일어날 때까지 세포 재생산은 유기체에 존재하는 세포 수를 유지하거나 증가시키는 목적을 가지고 있습니다.

단세포 유기체 에서는 세포 재생산을 통해 완전히 새로운 유기체가 생성됩니다. 이는 일반적으로 세포가 특정 크기와 부피에 도달했을 때 발생하며, 이는 일반적으로 영양분 수송 과정의 효율성을 감소시켜 개체 분할이 훨씬 더 효과적입니다.

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세포 재생의 유형

원칙적으로 세포 재생산에는 세 가지 주요 유형이 있습니다 . 첫 번째이자 가장 간단한 방법은 이분법 으로, 세포 유전 물질이 복제되어 세포가 박테리아 처럼 단일 염색체 와 무성 생식 과정을 갖춘 두 개의 동일한 개체로 분열됩니다 .

그러나 진핵 생물 과 같은 더 복잡한 존재는 두 개 이상의 염색체를 갖추고 있습니다 ( 예를 들어 인간은 아버지로부터 한 쌍의 염색체를, 어머니로부터 한 쌍의 염색체를 가지고 있습니다).

진핵 생물에는 보다 복잡한 세포 재생 과정이 적용됩니다 .

유사분열 . 진핵세포의 가장 흔한 형태의 세포분열이다. 이 과정에서 세포는 유전 물질을 완전히 복제합니다. 이를 위해 세포핵의 적도부분에 염색체를 조직화한 후 2개로 나누어 동일한 염색체 세트 2개를 생성하는 방법을 사용한다. 그런 다음 세포의 나머지 부분은 원형질막이 두 개의 새로운 딸 세포를 두 개로 나눌 때까지복제되고 천천히 세포질을 분할합니다. 생성된 세포는 부모와 유전적으로 동일합니다.
감수 분열 . 이는 유전적 다양성을 부여받은 성세포나 배우자와 같은 반수체 세포(유전적 부하의 절반)를 생산하는 보다 복잡한 과정입니다. 이는 수정 중에 게놈 부하의 절반을 제공하여 클론(무성) 생식을 피하면서 유전적으로 독특한 자손을 얻기 위해 수행됩니다. 감수분열을 통해 이배체 세포(2n)는 두 번 연속 분열을 거쳐 4개의 반수체 딸세포(n)를 얻습니다.

세포 재생산의 중요성

세포 분열은 단세포 유기체의 군집을 생성하지만 무엇보다도 분화된 조직으로 구성된 다세포 유기체 의 존재를 허용합니다 . 각 조직은 손상되고 노화되고 결국 성장하므로 오래되거나 손상된 조직을 대체하는 세포가 필요하거나 성장하는 조직에 추가할 새 세포가 필요합니다.

세포 분열은 유기체의 성장과 손상된 조직의 복구를 모두 가능하게 합니다.

반면, 무질서한 세포 분열은 질병으로 이어질 수 있으며 , 이 과정은 통제할 수 없게 발생하여 개인의 생명을 위협합니다(암 환자에게서 발생). 이것이 바로 현대 의학에서 세포 분열에 대한 연구가 주요 과학적 관심 분야 중 하나인 이유입니다.

유사분열의 단계

유사분열은 세포의 복잡한 일련의 변화를 포함합니다.

유사분열형 세포 재생산에서는 다음 단계를 찾습니다.

인터페이스 . 세포는 복제 과정을 준비하고 DNA 를 복제하며 해당 과정에 성공적으로 대처하기 위해 관련 내부 및 외부 조치를 취합니다.
프로페이즈 . 핵막이 분해되기 시작합니다(점진적으로 용해될 때까지). 모든 유전 물질(DNA)은 응축되어 염색체를 형성합니다. 중심체는 복제되고 각각은 세포의 한쪽 끝으로 이동하여 미세소관이 형성됩니다.
중기 . 염색체는 세포의 적도에 배열됩니다. 각각은 인터페이스에서 이미 복제되었으므로 이 시점에서 두 개의 복사본이 분리됩니다.
아나페이즈 . (서로 동일한) 두 그룹의 염색체는 미세소관 덕분에 세포의 반대 극을 향해 멀어집니다.
말기 . 두 개의 새로운 핵 봉투가 형성됩니다. 미세소관이 사라집니다.
세포질 분열 . 원형질막은 세포를 교살하여 둘로 나눕니다.

감수분열의 단계

감수분열에서는 하나의 세포가 4개의 세포를 생성하며, 각 세포는 염색체 수의 절반을 갖습니다.

감수 분열 유형 재생산 에서는 딸 세포의 새로운 이중 분할이 수행되어 4개의 반수체 세포를 얻습니다.

감수 분열은 감수 분열 I과 감수 분열 II라는 두 가지 별개의 단계를 포함합니다 . 각각은 전기(prophase), 중기(metaphase), 후기(anaphase), 말기(telophase) 등 다양한 단계로 구성됩니다. 감수분열 I은 감수분열 II(및 유사분열)와 구별되는데, 그 이유는 전단계가 매우 길며 그 과정에서 상동 염색체(각 부모로부터 하나가 나오기 때문에 동일함)가 쌍을 이루고 재결합하여 유전 물질을 교환하기 때문입니다.

감수분열 I. 환원 단계로 알려진 이 단계에서는 유전적 부하(n)의 절반인 두 개의 세포가 생성됩니다.

프로페이즈 I. 여러 단계로 구성되어 있습니다. 첫 번째 단계에서는 DNA가 염색체로 응축됩니다. 그런 다음, 상동 염색체 쌍이 시냅톤 복합체라고 불리는 특징적인 구조를 형성하며, 여기서 교차와 유전자 재조합이 일어납니다. 마지막으로 상동 염색체가 분리되고 핵막이 사라집니다.
중기 I. 각각 두 개의 염색 분체로 구성된 각 염색체는 세포의 중앙 평면에 정렬되고 무색 방추의 미세소관에 부착됩니다.
아나페이즈 I. 쌍을 이루는 상동염색체가 분리되어 반대극을 향해 이동합니다. 각 극점은 모계 염색체와 부계 염색체의 무작위 조합을 받지만 각 극점에는 각 상동 쌍 중 하나만 존재합니다. 자매염색분체는 동원체에 부착되어 있습니다.
말기 I. 상동 염색체의 각 쌍 중 하나가 각 극에 있습니다. 핵막이 다시 형성됩니다. 각 핵에는 다수의 반수체 염색체가 포함되어 있지만 각 염색체는 중복 염색체(한 쌍의 염색분체로 구성됨)입니다. 세포질 분열이 일어나 두 개의 반수체 딸세포가 생성됩니다.

감수 분열 II . 이는 복제 단계입니다. 감수분열의 세포가 분열하여 DNA 복제가 발생합니다.

프로페이즈 II . 염색체가 응축됩니다. 코어 엔벨로프가 사라집니다.
중기 II . 염색체는 세포의 중간면에 정렬됩니다.
Anaphase II . 염색 분체는 분리되어 반대 극을 향해 이동합니다.
말기 II . 세포의 각 극에 도달하는 염색 분체는 이제 염색체입니다. 핵막이 다시 형성되고 염색체가 점차 늘어나 염색질 섬유를 만들고 세포질 분열이 일어납니다. 감수분열이 두 번 연속적으로 분열하면 4개의 반수체 핵이 생성되며, 각 핵에는 각 유형의 염색체가 하나씩 있습니다. 각각의 결과적인 반수체 세포는 서로 다른 유전자 조합을 가지고 있습니다.