과학탐구공장/생명과학

[유전] 생식세포 분열(감수 분열)의 DNA 상대량과 염색체 수의 변화

재경쌤의 지식공장 2021. 8. 13. 12:26
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제 1분열 간기의 DNA 상대량과 염색체 수

 

 

간기는 체세포 분열과 생식세포 분열 사이에 큰 차이가 없어.

그럼 체세포 분열에서 배웠던 간기를 다시 한번 되짚어 보기로 하자.

 

① 간기는 G1기 → S기 → G2기로 진행

② 염색사 형태로 존재

· 그래서 위 그림을 보면 방추사와 연결되는 동원체가 없는 거야.

③ G1기

· DNA 상대량 = 2(4 × 0.5 = 2)

· 2n = 4(쌍이 존재하니 핵상은 2n, 염색체 수는 4개)

 

### DNA 상대량 ###
DNA 상대량이란 다른 것과 비교하기 위해 정한 상대적인 값이야.
그러니까 쉽게 말해서 마음대로 정해도 된다는 거지.
여기서는 G1기의 DNA 상대량을 2로 정하도록 할게.
염색분체 2개를 DNA 상대량 1로 정한 거야.
쉽게 말해서 막대 하나당 0.5라고 생각하면 편해.
다른 교재에서는 1이던데 뭐가 맞나요? 라고 물으면 안돼.
그건 정하기 나름이니까.
알아야할 건 DNA 상대량이 시기마다 얼마나 차이나는지 배수로 알면 되는 거야.

 

④ S기

· DNA 복제(빨간 막대 2개가 4개로, 파란 막대 2개가 4개로 늘어남)

· DNA 상대량이 2에서 4로 증가

⑤ G2기

· 같은 색끼리 두 개씩 결합

· 두 개씩 결합한 두 개의 쌍(빨간 막대 결합체 2개, 파란 막대 결합체 2개)

· DNA 상대량 = 4(8 × 0.5 = 4)

· 2n = 4(쌍이 존재하니 핵상은 2n, 염색체 수는 4개)

 

### 염색체 수의 진실 ###
염색분체로 되어 있든 두 개가 결합된 상동 염색체로 되어있든 염색체 수를 셀 때는 무조건 하나야.
쉽게 말해서 막대 하나씩 분리되어 있으면 막대 하나가 염색체 수 하나인 거지.
반면에 막대 두 개가 결합되어 막대 두 개가 하나로 뭉쳐있으면  막대 두 개가 염색체 수 하나인 거야.
이제 염색체 수가 몇 개인지 셀 수 있겠지?

1분열 분열기(전기에서 말기까지)의 DNA 상대량과 염색체 수

 

 

① 1분열 분열기는 전기 → 중기 → 후기 → 말기로 진행

② 염색체 형태로 존재

· 체세포 분열과 다른 점은 상동 염색체가 쌍으로 붙어있다는 점이야.

 

### 상동 염색체가 쌍으로 붙어있다? ###
상동 염색체가 쌍으로 붙어있다는 건 염색분체가 4개라는 소리야.
즉, 4분 염색체라는 소리지.
다른 말로는 2가 염색체라고도 해.
그런데 여기서 주의할 게 있어.
분리되어 있으면 염색분체든 염색체든 염색체 수를 셀 때 하나로 취급하라고 했잖아?
하지만 이 경우는 달라.
2가 염색체 형태로 있는 덩어리 전체를 하나로 보지는 않아.
상동 염색체 하나가 그 자체로 독립적이기 때문이지.
그래서 보기에는 두 덩어리라서 2n = 2로 보이지만 2n = 4로 보는 게 맞아.

 

③ 전기

· DNA 상대량 = 4(8 × 0.5 = 4)

· 2n = 4(쌍이 존재하니 핵상은 2n, 염색체 수는 4개)

④ 중기

· DNA 상대량 = 4(8 × 0.5 = 4)

· 2n = 4(쌍이 존재하니 핵상은 2n, 염색체 수는 4개)

⑤ 후기

· DNA 상대량 = 4(8 × 0.5 = 4)

· 2n = 4(쌍이 존재하니 핵상은 2n, 염색체 수는 4개)

 

### 후기의 염색체 수 ###
후기는 그림에서도 볼 수 있듯이 2n = 4야.
그런데 후기에서 말기로 넘어갈 때 두 개로 분리가 되지.
빨간색 상동 염색체  하나, 파란색 상동 염색체 하나.
쌍이 있니? 없니?
쌍이 없지?
그래서 n으로 표시해야 해.
그리고 염색체 수는 2개로 줄어들지.
즉, 말기로 넘어가면서 <DNA 상대량 = 2, n = 2>가 두 개 생긴다고 봐야지.

 

⑥ 말기

· DNA 상대량 = 2(4 × 0.5 = 2)

· n = 2(쌍이 없으니 핵상은 n, 염색체 수는 2개)

· 말기에는 완전히 분리되어 <DNA 상대량 = 2, n = 2>인 딸세포 두 개가 생성

 

### G1기와 1분열 말기의 비교 ###
G1기가 <DNA 상대량 = 2, 2n = 4>였는데 말기에 <DNA 상대량 = 2, n = 2>로 변한 게 보이지?
DNA 상대량은 유지되지만 염색체 수가 절반으로 줄었다는 걸 알 수 있어.

2분열의 DNA 상대량과 염색체 수

 

 

① 2분열에는 간기가 없음(전기 → 중기 → 후기 → 말기로 진행)

② 염색체 형태로 존재

③ 전기

· DNA 상대량 = 2(4 × 0.5 = 2)

· n = 2(쌍이 없으니 핵상은 n, 염색체 수는 2개)

④ 중기

· DNA 상대량 = 2(4 × 0.5 = 2)

· n = 2(쌍이 없으니 핵상은 n, 염색체 수는 2개)

⑤ 후기

· DNA 상대량 = 2(4 × 0.5 = 2)

· n = 2(쌍이 없으니 핵상은 n, 염색체 수는 2개)

 

### 후기는 2n = 4 아닌가요? ###
막대가 하나든 두개든 분리된 것이 몇 개인지가 염색체 수라고 했어.
그러니까 그림으로만 보면 쌍도 있고 염색체 수도 4개야.
이렇게 보면 후기는 2n = 4라고 보는 게 맞아.
하지만 분리되는 중인 거지 완전 분리된 건 아니라 아직은 막대 2개가 붙어있다고 봐야 해.
즉, 아직은 <DNA 상대량 = 2, n = 2>가 유지되고 있는 거지.
문제는 후기에서 말기로 넘어갈 때야.
이때는 반으로 나누어 놓은 부분이 완전 갈라지게 돼.
그래서 반쪽씩 각각 따로 세어야 돼.
<DNA 상대량 = 1, n = 2>가 두 개 생긴다고 봐야지.
이것이 말기에 세포질 분열에 의해 완전히 독립된 개체로 떨어져 나가는 거야.

 

⑥ 말기

· DNA 상대량 = 1(2 × 0.5 = 1)

· n = 2(쌍이 없으니 핵상은 n, 염색체 수는 2개)

· 말기에는 완전히 분리되어 <DNA 상대량 = 1, n = 2>인 딸세포 네 개가 생성

 

### 1분열 말기와 2분열 말기의 비교 ###
1분열 말기가 <DNA 상대량 = 2, n = 2>였는데 2분열 말기에 <DNA 상대량 = 1, n = 2>로 변한 게 보이지?
염색체 수는 유지되지만 DNA 상대량이 절반으로 줄었다는 걸 알 수 있어.

### G1기와 2분열 말기의 비교 ###
G1기가 <DNA 상대량 = 2, 2n = 4>였는데 2분열 말기에 <DNA 상대량 = 1, n = 2>로 변한 게 보이지?
DNA 상대량과 염색체 수, 둘 모두 절반으로 줄었다는 걸 알 수 있어.

### 생식세포 분열(감수 분열) 결과 ###
① 1분열에서 염색체 수가 절반으로 감소
② 2분열에서 DNA 상대량이 절반으로 감소
이렇게 1분열과 2분열을 거치면서 염색체 수와 DNA 상대량이 모두 절반으로 줄어들어.
그래서 감수 분열이라고 부른단다.

DNA 상대량과 염색체 수 그래프

 

① DNA 상대량

 

 

② 염색체 수

 

 

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