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2004-03-10

양보와 희생정신을 가르치는 세포 최승일 철원고등학교 과학부장

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세포(cell)는 생물을 구성하는 기본 단위이고, 생명 활동을 수행하는 기능적 단위이다. 세포는 세포막·핵·세포질로 이루어져 있다. 세포막은 세포를 둘러싸고 있는 막으로 세포의 울타리 역할을 하고, 세포 내외로 물질과 기체를 출입시키는 대문 역할을 한다. 핵은 둥근 모양으로 DNA(유전자의 본체)가 들어있는 염색체를 가지고 있으며, 유전에 관여하고 세포의 지휘관 역할을 한다.

세포질은 세포막과 핵 사이의 공간으로, 핵(지휘관)의 명령을 받아 각자의 역할을 수행하는 세포소기관들이 들어있다. 세포소기관에는 세포호흡으로 에너지를 만드는 미토콘드리아(발전소 역할), 단백질을 합성하는 리보솜(제품생산공장 역할), 물질이 이동되는 통로인 소포체(도로 역할), 물질을 가공하여 분비하는 골지체(판매점 역할), 세포내소화로 노폐물 등을 분해하는 리소좀(쓰레기소각장 역할), 노폐물 등을 저장하는 액포(쓰레기매립장 역할), 광합성으로 포도당을 만드는 엽록체(식품생산공장 역할) 등이 있다.

일반적으로 생물은 원료를 받아들여 필요한 물질을 만들고, 에너지를 생성하며, 성장하고, 자극에 반응하며, 스스로 번식하는 등의 생명활동 특성을 보인다. 단세포 생물인 아메바·유글레나·짚신벌레 등도 역시 이와 같은 생명활동의 특성을 보인다. 따라서 세포의 일반적인 생명활동은 생물의 일반적인 생명활동 특성과 같다. 즉, 세포도 역시 원료를 받아들여 필요한 물질을 만들고, 성장하며, 에너지를 생성하고, 자극에 반응하며, 스스로 증식을 한다.

세포는 세포로부터 만들어지면서 보존되고 증식된다. 하나의 세포가 두 개 이상의 세포로 나누어지는 과정인 세포분열을 통하여 자손을 만들면서, 자신을 보존하고, 증식 한다. 세포분열에는 체세포(신체를 구성하는 세포)를 보존·증식하는 체세포분열과, 생식세포(정자, 난자 등)를 만드는 감수분열 두 가지가 있다.

신체를 구성하는 체세포가 일정한 크기 이상으로 성장을 하면, 세포질에 대한 핵의 지휘·통제 능력이 감소된다. 핵의 세포질에 대한 지휘·통제 능력이 감소하게 되면 세포의 생명활동에 지장이 초래되어 문제가 발생된다. 따라서 세포는 분열하여 그 공간을 줄여야한다. 마치 과거의 세계사 속에서 나라가 통일되어 국토가 넓어져서 황제의 지휘·통제 능력이 멀리 떨어진 변방까지 미치지 못할 때, 나라가 분열되는 것과 같은 맥락으로 이해하면 된다.

체세포분열로 만들어진 두 개의 딸세포는 모세포와 염색체 수가 똑같다. 따라서 딸세포의 염색체 안에 들어 있는 유전자(DNA)도 모세포와 똑같다. 모세포와 유전적으로 차이가 없는 두 개의 딸세포가 체세포분열로 만들어지는 것이다. 생명공학의 일종인 조직배양은 체세포분열을 이용한 기술이다. 따라서 조직배양으로 만들어진 개체는 조직을 제공한 개체와 유전적으로 똑같다. 이러한 조직배양 기술은 희귀하고 보존하여야 할 가치가 있는 개체를 그대로 똑같이 증식시키는 데 주로 이용되는 생명공학 기술이다.

감수분열로 만들어진 네 개의 딸세포인 생식세포(정자와 난자 등)는 모세포가 가진 염색체와 유전자를 반만 가진다. 정자와 난자가 수정되면 염색체와 유전자가 모세포와 같은 수로 되돌아가게 된다. 만약에 감수분열 되지 않고 그대로 수정이 이루어진다면 염색체가 2배씩 증가하게 되어 세포 안에는 염색체가 수북이 쌓이게 되고, 세포는 죽게 될 것이다.

남자는 사춘기 이후부터 한 개의 모세포에서 정자가 4개씩 만들어지고, 무수히 많은 정자가 저장되었다가, 1회 사정 때마다 1억 마리 이상이 방출되어 난자를 향해 헤엄쳐간다. 이 때 제일 먼저 도달한 가장 건강한 정자가 난자와 수정되어 새 생명체를 만든다. 우리 사람은 정자 시대부터 선의의 경쟁을 하고 있는 셈이다.

여자는 사춘기 이전에 필요한 모세포를 미리 만들어 두었다가, 사춘기 이후부터 28일(건강한 여성의 성주기)마다 한 개씩 난자를 만든다. 감수분열로 만들어진 4개의 딸세포 중 3개의 극체는 난자에게 세포질을 양보하면서 퇴화․소실되고, 세포질을 양보 받은 1개의 커다랗고 건강한 난자가 배출되어 정자를 기다린다. 우리 사람은 난자 시대부터 극체에 의한 양보와 희생정신 속에서 태어나는 것이다.

저작권자 2004-03-10 ⓒ ScienceTimes

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