Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

25.3: 수정
목차

JoVE Core
Biology

A subscription to JoVE is required to view this content.

Education
Fertilization
 
스크립트

25.3: 수정

수정(fertilization) 중에 난자와 정자가 융합해 새로운 이배체(diploid) 구조를 만듭니다. 인간의 경우, 이 과정은 난소(ovary)에서 난자가 방출되고 나팔관(fallopian tube) 안으로 이동한 뒤 발생합니다. 수정엔 몇 가지 주요 단계가 필요합니다. (1) 생식기관에 존재하는 정자는 난자의 위치를 찾아야 합니다. (2) 정자는 난자의 보호 구역인 투명대(zona pellucida)를 파고들 수 있도록 효소를 방출해야 합니다. (3) 하나의 정자와 난자의 막이 융합해야 하며, 정자는 핵과 중심체(centrosome)를 포함한 내용물을 난자의 세포질(cytoplasm)로 방출해야 합니다. 이러한 단계가 성공적이면, 두 배우자(gamete)의 유전 물질이 결합하고 유사분열(mitosis)이 시작되어 이배체 배아(embryo)를 형성합니다.

칼슘 신호전달과 수정

정자와 난자의 결합은 다양한 변화를 가져오는데, 그 중 하나는 난자를 관통하는 칼슘 이온(Ca2+)의 파동입니다. 이런 진동은 정자-난자 융합에 의해 시작되며, 난자의 소포체(endoplasmic reticulum)에서 발생하는 내인성(endogenous) Ca2+의 방출과 흡수, 그리고 난자의 세포 외 환경에서 발생하는 Ca2+의 동시적인 방출과 흡수에서 비롯됩니다. 중요한 것은, 칼슘 신호전달은 원형질막(plasma membrane) 바로 아래에 있는 겉질 과립(cortical granule; 피질 과립)이란 소포(vesicle)를 유발해 그 내용물을 투명대 아래의 열린 공간으로 방출하게 만들어 난자를 수정한다는 것입니다. 이러한 내용물에는 투명대의 표면을 변화시키고 추가 정자의 유입을 막는 정자 결합 단백질을 절단하는 효소가 포함됩니다. 이 과정은 다정자수정(polyspermy)을 막는 방법의 하나입니다.

또한 Ca2+ 파동은 또한 난자를 “활성화”합니다. 난자는 난소에서 방출될 때 감수분열(meiosis)을 중지하고 수정 후에만 그 과정을 재개합니다. 이러한 재개는 부분적으로 수정에 의해 유도된 Ca2+ 신호전달로 인해 발생하는데, 이는 분열을 재개할 수 있는 난자의 인산화효소(kinase)를 활성화하기 때문입니다. 감수분열이 다시 시작되면 난자는 세포질의 대부분을 포함하는 큰 성숙한 난자(ovum)와 나중에 분해되는 더 작은 극체(polar body)로 나뉩니다. 감수분열이 끝나면 난자는 난자 전핵(pronucleus)이라고 불리는 중복되지 않은 염색체 한 세트를 가진 핵을 포함하고 있습니다.

전핵의 결합

난자의 전핵이 형성될 때, 정자의 유전 물질에서도 변화가 일어납니다. 처음에 정자의 염색질(chromatin)은 단단히 응축되어있지만, 일단 정자의 핵이 난자로 들어가면, 그 세포막은 녹고, 염색체가 풀리기 시작합니다. 이어서 느슨하게 응축된 정자 물질 주위에 새로운 핵막이 형성되어 정자 전핵을 생성합니다. 정자의 중심체(centrosome)는 수정과 동시에 난자 세포질에도 도입되며, 이 구조는 난자 전핵과 정자 전핵 사이에서 방향을 잡고 전핵을 서로 끌어당기는 미세소관(microtubule)을 형성합니다. 전핵은 서로 만나면서 세포막을 잃고, 염색체가 섞이며 유사분열의 과정이 시작됩니다.


추천 독서

Tags

Fertilization Humans Egg Sperm Individual Haploid Zona Pellucida Cumulus Cells Fallopian Tube Genital Tract Capacitation Egg-fusing Proteins Tail Movements Chemical Signals Progesterone Acrosome Reaction Digestive Enzymes Zona Pellucida Penetration Membrane Coalescence Diploid Structure Genetic Material

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter