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조직 - 특이적인 유전자 발현의 검출 여기에서의 핵심적인 내용은 배아의 질서정연한 발생이 배아세포내에서 일어나는 유전자 발현 형태의 아주 정교한 조절에 의해 이루어진다는 것이다. 여러 다양한 기술들은 발생중인 세포들에서 배아의 특수한 유전자의 발현을 관찰 가능하게 만들었다. 조직 - 특이적 단백질 대부분의 유전자들은 단백질로 발현된다. 세포 안에서 특이한 단백질 합성은 그러한 단백질에 결합할 수 있는 항체(antibody)에 의해 검출할 수 있다. 만일 항체가 형광 추적자(fluorescent tracer)로 표지된다면, 그러한 단백질을 생산하는 세포는 그들 자신이 될 것이다. mRNA 유전자 발현의 가장 첫단계는 DNA를 RNA로 전사하는 것이다. mRNA에 상보적인 단일 사슬의 DNA 분자는 Watson-Crick의 염기 결합에 의해 m.. 2022. 6. 28.
발생의 주도적인 연계성 : 유전자는 전사인자들을 암호화한다 발생의 주도적인 연계성 : 유전자는 전사인자들을 암호화한다 수십년 간의 초파리 연구를 통해 배아 발생 과정이 선택적인 유전자 발현에 의해 어떻게 조절되는지 명확하게 볼 수 있었다. 우리는 전에 초파리 발생에서 가장 초기의 단계는 모체에 의한 난자 속의 mRNA 농도구배의 형성이라는 것을 배웠다. 그러므로 미래 배아의 전·후축(anterior-posterior axi)은 bicoid 단백질과 nanos 단백질의 농도구배에 의해 확립된다. bicoid 와 nanos 단백질은 모두 전사인자(transcription factor)들로 작용한다. 예를 들어 bicoid 단백질은 hunchback(hb) 유전자의 촉진유전자(promotor)에 결합하여 유전자를 가동시킨다. nanos 단백질은 hunchback 유전.. 2022. 6. 28.
불안정한 계와 안정한 계: 사람과 회충 불안정한 계와 안정한 계: 사람과 회충 우리는 양서류 발생이 2개의 아주 다른 기작에 의해 조절되는 것을 보았다. 첫째로, 어떤 유전자는 특정한 핵 주위의 세포질에 있는 물질에 의해 활성화된다. 이러한 조절을 세포의 내재적(intrinsic) 조절이라 한다. 둘째로, 유전자가 이웃하는 세포로부터 도달되는 화학적 자극에 의해 활성화된다. 이러한 세포간의 상호작용을 유도(induction)라 한다. 개구리에 있어 이러한 두 기작은 동물계전반에 대한 배아발생에 반영될 수 있는가? 이러한 두 가지 방식의 조절은 모든 동물의 발생 동안에 일어나지만 종에 따라 다양하다. 사람과 다른 포유동물의 발생은 양서류의 세포-내재적 자극보다는 보다 많은 유도적 자극에 의존한다. 포유류 난자들은 개구리 알의 특징인 화학물질의 .. 2022. 6. 27.
발생에서의 세포간의 상호작용 발생에서의 세포간의 상호작용 Spemann 의 결박실험을 통해 수정란내 물질의 불균등한 분포에서 동일한 게놈을 가짐에도 불구하고 세포의 다양한 운명이 유도됨을 알 수 있다. 그러나 배아는 개구리의 수정란에서 완전한 형태를 갖출 수 있는가? 난자속의 비교적 단순한 구배만으로는 배아발생동안에 일어나는 세포의 모든 복잡한 이동과 분화를 설명하기 힘들다. 핵과 초기에 분배된 세포질 사이에 일어나는 단순한 작용 이외에 또 다른 상호작용이 있을까? 1924년에 Spemann과 Mangold는 세포 발생 양상은 다른 세포의 활성에 의해 영향받는다는 것을 증명하였다. Spemann은 도롱뇽의 분리된 반구가 핵과 회색신월환의 세포질 부분을 모두 갖는 한 정상적으로 발달한다는 것을 발견하였다. 그는 회색신월환 부위에서 발.. 2022. 6. 27.
유전자 발현에 영향을 미치는 세포질 요인 유전자 발현에 영향을 미치는 세포질 요인 발생에 영향을 미치는 요인들 중 하나는 앞에서 논의된 바 있는 Spemann의 세포결박(cell-tying) 실험에서 발견됐다. Spemann은 회색신월환이 한쪽 반구에만 분포하도록 머리카락으로 수정란을 묶는 실험을 되풀이하여 전혀 다른 결과를 얻었다. 회색신월환이 없고 단지 핵만 가지고 있는 반구는 올바르게 난할을 시작하였으나 창자, 간, 그리고 다른 복강세포(abdominal cell)들만 형성되었다. 네 번의 유사분열을 거친 후에야 비로소 핵을 가지게 된 다른 반구(회색신월환을 가지고 있는 반구)는 완전한 정상적인 배아 형태로 발달하였다. 이것은 다시 말해 16 - 세포기까지의 핵은 어떤 유전자도 잃지 않았다는 것을 입증해 준다. 그러나 원래의 접합자 핵을 .. 2022. 6. 27.
분화된 세포들이 완전한 게놈을 보유하고 있는 증거 분화된 세포들이 완전한 게놈을 보유하고 있는 증거 DNA 양 한 가지의 주류적인 예외와 몇 가지의 부수적인 예외가 있기는 하지만, 세포내 DNA 양의 분석은 신체의 서로 다른 세포들이 똑같은 양의 DNA를 가지고 있음을 보여준다. 부수적인 예외는 정상 염색체수의 두 배인 4배체(tetraploid)를 갖는 간장의 보조세포(補助細胞, occasional cell)를 형성하는 경우인데, 이것은 세포분열 없이 염색체 복제 결과 형성된다. 주류적인 예외는 배우자 형성의 경우인데 이들 배우자들은 정상 체세포가 갖는 DNA 양의 절반만을 갖고 있다. 염색체수 핵형분석을 해보면 생물체의 분화된 많은 세포들이 같은 염색체수를 가지고 있음을 보여준다. 그러므로 대부분의 생물체에서 염색체는 발생과정 동안에 소실되지는 않는.. 2022. 6. 27.
분화 분화 비록 개구리의 낭배에서 다양한 세포층들이 서로 다른 운명을 가지고 있다 하더라도 세포들의 독특한 구조나 기능이 처음부터 나타나는 것은 아니다. 실제로 낭배 초기에 있는 세포들은 한 위치에서 다른 위치로 이식할 수 있다. 이식된 세포들은 새로운 위치에 잘 적응하게 되고, 그에 알맞는 기관을 형성하는데 관여하게 된다. 그러나 배아발생이 진행됨에 따라 발생 중인 배아세포들은 “되돌아올 수 없는 시점”(point of no return)에 이르게 되며 독특한 종류의 세포를 형성하게 된다. 점차적으로 배아세포들은 세포의 다양한 모양과 기능을 갖게 된다. 이렇게 됨으로써 세포 각각은 그 세포형의 특유한 단백질을 합성하기 시작한다. 분화중인 심근(心筋,heart muscle) 세포들은 심장 미오신(heart m.. 2022. 6. 27.
형태형성 형태형성 개구리와 곤충 배아의 기본적인 형태는 포배시기에 이미 형성되어 있다. 뚜렷하게는 아닐지라도 전·후축,배·복면,좌·우축이 확정되어 있다. 그러나 곧 뚜렷한 형태를 갖추게 된다. 일부의 식물극 세포들은 배아 내부로 밀고 들어가서 원구(原口, blastopore)라고 하는 작은 초승달 모양의 함몰(陷沒)된 부분을 형성한다. 이러한 원구는 회색신월환이 위치했던 부분의 중앙 부위에 형성된다. 이러한 세포들의 함입(陷入, invagination)은 남배형성(囊胚形成, gastrulation)의 시작이 된다. 안으로 접혀 들어간 식물극 세포는 계속 성장해 올라가 내배엽으로 발달하게 되며, 결국에는 원장(原腸, archenteron)을 형성하게 된다. 이 원장으로부터 소화관, 간 및 그 밖의 소화기관, 그리고.. 2022. 6. 27.

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