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미쳤다고 하겠지.
지금 이런 걸 하고 있냐고.
나도 하면서 몇 번이나 그런 생각을 한다.
지금 이걸 하는 게 과연 맞는 걸까.
하지만...
앞으로 남은 건 ㅊㄴㄷ
아직 1차 발표가 다 난 건 아니지만
내가 볼 수 있는 마지막 시험이 될 수도 있다.
여긴 기출도 기출이지만...
정확한 지식이 선행되어야 풀 수 있는 문제를 내는 곳이다.
그러므로!
그냥 하련다.
어차피 언젠가 해야할 거...
지금 좀 더 정확히 해서 쌓으련다.
이것도 하고, 기출도 하고 해야지.
당연히 1차 떨어질거라고 생각했던 학교들인데
그래도 역시 떨어지고 나니 기분이 별로다.
점점 내 앞에 열린 문들이 닫혀가는 기분이다.
앞으로 더 고립될 것 같은 불안함
근데... 고작 1년한 내가 무슨 말을 하랴.
하아...
일단 공부나 하자.
발생학 시작 부분에 이런 메모가 적혀있다.
(내가 강의들으며 직접 적은 건데도 기억이 1도 안 남;;)
"유난히 어려우니 꼭 그려봐라. 앞지식이 있어야 다음 걸 외울 수 있다"
그래... 발생학 같은 건 양치기로 절대 풀수가 없지.
다 알아야 풀 수 있다.
그래도 줏어들은 하나는 기억하고 풀 수 있을 것 같다.
그건 너무 귀여웠어.
양파조폭 : 양막, 파충류, 조류, 포유류 ㅋㅋㅋ
1. 수정 : 아빠로부터 온 배우자n, 엄마로부터 온 배우자n이 서로 융합하는 과정
-정자구조 : 세포질 성분의 대부분 없음, 정자기능수행을 위한 최소한만 남아있음
--전핵 : n개의 DNA 응축
--첨체 : 골지체 유래, 인지질 이중층의 소낭, 전핵 앞에 위치하며 난자의 젤리층이나 투명대를 분해하는 가수분해 효소들을 지님 (성게에는 빈딘이 있음)
--미세섬유 : 첨체와 전핵사이에 위치하며 첨체돌기 형성에 관여함
--중심립 : 편모 형성의 중심부 (기저체) 역할을 하며, 수정 후 수정란에서 중심체를 형성함
--미토콘드리아 : 9+2식 구조의 편모가 운동할 수 있도록 ATP 공급
cf) 생식세포 복제시 핵치환 할 때, 중심체도 같이 넣어줘야 한다. 난자유래 중심체는 사전에 분해!되어 없어지기 때문에 꼭 정자유래 (혹은 정자유래를 대체하여 새로 넣어주는) 중심체가 필요하다.
-난자구조 : 양분으로 쓰일 난황단백질, 초기 발생에 필요한 물질들, 발생 및 분화유도인자들, DNA 수선효소등을 지님
--성게 (무척추동물, 전체동물종의 97%), 체외수정
---젤리층 : 가장 바깥층을 형성, 당단백질을 분비해 정자를 유인하고 활성화 함
---난황막 (Vitelline membrane) : 세포막 밖에 위치, 정자의 종특이적 결합이나 난황막과 세포막을 연결하는 단백질들이 관찰됨
---난자 : 세포질 피층에 분비과립이 있어 수정 후 느린차단 수행
--생쥐 (포유류), 체내수정
---난포세포 (난구세포) : 가장 바깥층 형성, 난소에서 난자에 양분을 공급하다 배란시 함께 배출됨
---투명대 : 두껍게 발달된 층으로 정자의 첨체반응 유도
cf) 첨체반응 : 수정시 정자가 난막을 녹여 난자안으로 들어가는 반응
난자 : 세포질 피층에 분비과립이 있어 수정후 느린차단 수행
-수정과정 : 난자의 유인 --> 정자의 접촉 --> 첨체반응 --> 첨체돌기형성 --> 세포막융합 --> 핵융합
--성게의 수정
--- 난자가 방출한 유도신호로 정자가 접근해 종특이적으로 결합
--- 정자의 첨체가 정자의 세포막과 융합 (난자의 세포막 아니고! 정자 안에서 첨체와 세포막이 융합)
--- 첨체에서 가수분해효소 방출, 난자 젤리층 분해하며 정자 침투
--- 정자의 미세섬유 재배열, 첨체돌기 형성 (빈딘이 젤 앞으로 배치)
--- 첨체돌기 끝의 빈딘 단백질이 난황막의 빈딘수용체와 종 특이적으로 결합함
--- 난황막 분해
--- 난자세포막에서 미세섬유가 재배열, 수정구 형성하여 정자 세포막과 융합
cf) 수정구 : 난자의 표면에서 돌출하는 원추형의 돌기, 수정하는 정자와 접촉하는 접촉점
--포유류의 수정
--- 난자를 감싼 난구세포에서 유도신호를 분비하여 정자 유인
--- 정자는 접촉한 부분의 난구세포 ECM을 분해해서 길을 만듦
--- 정자 세포막의 단백질이 투명대 ZP3 당단백질과 결합하면 첨체반응이 일어남 (빈딘단백질이 없어 첨체돌기 X)
--- 첨체에서 방출된 단백질 분해효소들이 투명대를 뚫어 정자가 침투, 난자와 융합함
--다수정 방지
--- 빠른차단 - 체외수정하는 동물들
---- 성게 정자와 난자가 접촉
---- 휴지막 전위의 난자 세포막에서 (바닷속) Na+ 투과도가 증가하며 탈분극 (-70mV --> +20mV)
---- 다른 정자들이 접근하지 못함
---- 탈분극 상태가 약 1분정도 지속된 후 사라짐
---- 민물의 양서류 등은 Cl-의 투과도가 증가하며 빠른 차단 발생
--- 느린차단 - 성게, 포유류를 비롯한 많은 동물
---- 정자 수정시 난자세포내로 신호가 전달되면 활면소포체에 저장되어 있던 Ca²+가 세포질로 방출
---- 난자 분비 과립 내용물들이 세포 밖으로 방출
---- 난황막과 난자 세포막의 연결 단백질, 빈딘 수용체 등을 분해하여 다른 정자의 결합 막음
---- GAG (하이알린, 하이알루론산?)가 방출되고 염을 끌어들이면 삼투압걸려 물이 유입, 부풀어 난황막을 팽창시키면 수정막 형성됨
---- 수정막이 수정란 전체를 감싸 할구를 보호함
cf) 성게의 수정과정 정리
1) 난황막과 원형질막 사이를 연결 단백질이 고정함
2) 세포질 내 Ca²+ 농도가 증가하면 피층 소낭이 내용물을 방출
3) 피층소낭 효소가 난황막과 원형질막 사이의 연결단백질 분해
4) 피층소낭에서 나온 다당류가 수분을 흡수, 난황막을 원형질막에서 떨어지도록 함
5) 빈딘수용체 분해
6) 피층소낭에서 나온 효소 및 여러 물질들이 난황막을 굳게하여 수정막을 형성, 다른 정자들의 유입을 막음
2. 난할
-난할의 과정
--G1, G2기 없이 세포분열이 진행, 전체 배아 크기는 일정하지만 분열할수록 각 할구의 크기는 작아짐 (M기와 S기만 진행)
--난할은 대개 각 세포들에서 동시에 발생
--10번 이상의 난할이 일어나면 포배기로 이행
cf) 난할시의 MPF : cyclinB + cdc2, MPF 활성이 있는동안 M기, cyclinB 분해되고 MPF활성 X시에는 S기
-난할의 종류
--완전난할
---등황란 : 난황이 거의 없거나 균등분포, 모든 딸세포들이 거의 같은 크기로 나뉨
----방사형 : 극피동물, 창고기
----나선형 : 세번째 난할시 축이 기울어짐, 환형, 연체, 편형 (편씨와 연씨는 환상적인 나선)
----좌우상칭형 : 피낭류
----회전형 : 두번째 난할시 축이 서로 90도 꺾임, 포유류, 선형동물
---중황란 : 난황이 식물반구에 농축, 식물반구는 분열 잘 X, 할구크기는 식물반구>동물반구
----어긋난 방사형 : 양서류
--불완전난할
---단황란 : 대단히 많은 난황이 식물반구에 농축, 세포질의 일부구간에서만 난할발생
----좌우상징형 : 두족류 (연체동물)
----원반형 : 어류, 파충류, 조류
---중심황란 : 대단히 많은 난황이 수정란 중앙에 분포, 수정란의 피층에서만 난할 (= 표할)
----표할 : 대부분의 곤충
-양서류의 발생 : 완전난할 & 중황란
--정자 수정과 회색 신월환 생성
---정자가 난자의 동물반구로 침입함
---정자 유래 중심체가 생기면서 미세소관이 재배열
---세포질 피층이 약 30도 회전할 때 동물반구 피층 색소들이 함께 이동하며 회색신월환이 생김 (제1난할을 개시도 하기 전!)
cf) 회색신월환은 β카테닌 농도의 차이가 있어서 중요한 부위이다. β카테닌의 농도차이에는 디쉐블드소낭, 소낭이 모여있는 뉴쿱센터가 주도적인 역할을 하므로 회색신월환을 설명하며 Dsh소낭, 뉴쿱센터, β카테닌 중 하나만 쓰여있더라도 '이 세 녀석이 다 써 있는거랑 똑같구나'하면서 이해해야 한다.
cf) 회색신월환의 중요성을 논하는 실험에서 수정란에 UV를 쪼이는 게 있다. <UV를 쪼임 = 미세소관 파괴>로 이해해야 한다. 그리고 <미세소관 파괴 = 세포질 피층의 회전에 문제발생 = 회색신월환 생성이 비정상>
--난할
---첫번째, 두번째는 경할!!! (암기) : 난황때문에 식물반구에서는 천천히 나뉘어짐 (속도가 늦다뿐이지 나누어지긴 한다)
---세번째는 위할, 동물극쪽으로 치우침 (암기) : 동물반구는 작은 세포들이 많이 모여있고, 식물반구는 난황을 많이 가진 커다란 크기의 몇 안되는 세포들이 모여있다.
---상실배 : 16~64개의 세포로 이루어진 배아
---포배 : 128세포기에 포배강이 만들어짐, 사람의 경우 포배상태로 자궁내벽에 착상
--뉴쿱센터의 형성
---뉴쿱센터 : 포배 배아의 등쪽 식물반구 세포, 뉴쿱센터의 위쪽 세포층은 형성체가 포함된 등쪽 중배엽으로 유도됨
--형성체의 유도
---노달 등의 단백질이 배아 위쪽으로 확산되면서, 단백질을 발현한 곳은 내배엽, 확산된 곳은 중배엽이 됨
---노달 등의 단백질에 노출되지 않은 곳은 외배엽
---뉴쿱센터 부근의 노달 단백질은 더욱 안정화, 노달에 가장 많이 노출된 뉴쿱센터의 윗부분이 형성체
--낭배기의 진행
---포배기에 외배엽, 중배엽, 내배엽이 될 부위가 정해진 후 각자의 위치로 이동함
---형성체에서 병세포가 원구를 형성하며 회전운동으로 안으로 말려들어감, 동물반구와 식물반구가 접하는 자리에 원구상순부가 생김
---원구상순부 세포들이 병세포를 따라 동물반구의 안쪽으로 계속 유입
---동물반구 세포들은 외적운동을 통해 배아 전체를 감쌈
---외배엽이 전체 표면을 감싸고 중배엽, 내배엽이 안으로 들어간 구조를 만듦
--신경관의 유도
---원구상순부 세포들은 배아의 안쪽으로 함입된 후 척삭을 형성
---척삭에서 외배엽으로 신경관 유도신호를 전달함 : 척삭을 따라 차례로 신경관에서 뇌부터 꼬리척수까지 발생을 유도
-조류의 발생
--수란관에서 수정이 일어난 후 흰자 성분인 알부민과 껍질이 추가됨
--알의 동물극 끝에서 불완전 난할이 개시
--커다란 난황위에 상배엽, 하배엽의 두 개의 세포층이 형성됨
--상배엽 층에서 가운데로 세포들이 쌓여 두꺼워지며 원조 형성이 시작됨
--상배엽 세포들이 앞쪽으로 이동하며 점점 원조가 길어짐
--원조가 짧아지며 상배엽 세포들이 안쪽으로 이입됨
--이입된 세포들이 중배엽과 내배엽을 형성하고, 남은 상배엽은 외배엽을 형성함
--하배엽은 바깥쪽으로 밀려나가 난황을 감싸는 난황주머니 (Yolk sac)가 됨
-포유류의 발생
--난할과정
---난소에서 난자가 배란되면 난관채가 난자를 수란관으로 넣어줌
---수란관을 따라 이동하던 난자가 팽대부에서 수정이 일어나면 감수분열을 마무리하고 난할개시
---배아는 난할을 하면서 수란관 섬모에 의해 자궁쪽으로 이동함
cf) 수란관은 단층원주상피
--배아발달
---8세포기까지 각 세포들이 전체 형성능을 지니고 있고, 할구들이 동시에 분열하지 않음 (포유류 only)
---세번째 난할 후 서로 느슨한 결합을 하고 있던 할구들은 밀착화 (Compaction) 되고 세포들 사이에 간극연접 발달
---밀착화된 배아가 분열해 16세포기의 상실배 형성 : 정자침입위치와 상관없이 분열시 배치된 상태에 따라 세포들의 운명이 나뉨
----안세포덩어리 (Inner cell mass, ICM) : 배아로 발달
----영양막 (Trophoectoderm, trophoblast) : 융모막 형성
---영양막세포들은 Na+/K+ 펌프를 작동시켜 안쪽으로 삼투압 형성 : 안쪽으로 물이 유입되어 포배강 생성됨
---배아가 자궁에 도달하면 영양막에서 단백질 분해효소를 분비, 투명대를 뚫고 나옴
---영양막이 자궁 내막에 부착하고, 여러가지 단백질 분해효소들을 분비해 자궁벽을 파고 들어감
---ICM이 상배엽과 하배엽의 두 층으로 분리, 상배엽에서 외,중,내배엽이 발생해 배아를 형성
cf) 간극연접 : gap junction, 6개의 콘넥손단백질로 구성된 콘넥손채널로 연결, 세포질 성분들 중 1kb 이하의 작은 분자나 이온들이 통과할 수 있음, 세포질 내 H+/Ca²+ 농도가 높아지거나 채널이 인산화 되면 닫힐 수 있음, 동물세포들 (심장근, 평활근, 각막 뼈세포)에 발달, 식물의 원형질연락사와 유사
cf) 밀착연접 : Tight junction, 맟닿은 세포 양쪽에서 뻗은 막단백질이 서로 결합, 긴 줄 형태로 배열 (꼼꼼하게 바느질로 박음질 해 둔 것 같은 느낌), 세포들 사이로 물질교환 안되게 막는 역할, 세포막을 정단면과 기저면으로 분리할 때 그 분리 지점에 밀착연접이 있음. 다른 막 성분들이 섞이지 못하게 함. 오클루딘, 클라우딘 단백질로 연결, 미세섬유가 세포질쪽으로 연결되어 밀착연접을 지지함. 단단한 밀착연접 (거의 모든 물질이동 불가, 신장 네프론의 헨레고리 루프 상행지, 집합관 등에 발달), 느슨한 밀착연접 (밀착연접의 줄이 덜 발달, 세포들 틈으로 이온이나 물 이동, 신장 네프론의 헨레고리 루프 하행지, 소장 상피 등에 발달)
--배외막의 형성 (4개의 주머니 각각의 이름과 역할)
---융모막 : 중배엽+외배엽 기원
----영양막이 왕성하게 분열하면서 자궁벽을 뚫고 들어가 모계 혈관을 재배열함
----ICM에서 유래한 배외 중배엽이 영양막의 돌출부와 합류해 탯줄의 혈관형성
----혈관 발생이 끝나면 융모막이 됨 --> 자궁벽과 합쳐 태반을 구성함
----가장 바깥쪽 막으로 배아와 다른 배외막들을 보호함
---양막 : 중배엽 + 외배엽 기원
----상배엽에서 일부 세포들이 쪼개져 양막을 이룸 : 내부가 양수로 채워져 있어 배아의 충격을 완화하고 건조되지 않게 보호함
---난황막 : 중배엽 + 내배엽 기원
----하배엽 세포들이 포배강 면을 따라 이동하며 배외 내배엽이 된 후 난황막을 이룸 : 난황을 지니고 있어 배아에 양분을 공급, 단 인간을 비롯한 포유류는 난황 대신 난황액을 지니고 있음, 발생초기 혈구 세포들을 생산
---요막 : 중배엽 + 내배엽 기원
----원조의 꼬리 끝쪽에서 기원, 중배엽에 의해 둘러쌓임, 조류의 경우 가스교환 및 노폐물 저장과 배출 등의 역할을 수행, 태반이 발달한 포유류는 거의 퇴화되어 탯줄의 일부를 형성
cf) 조류의 배외막
cf) 장막 : 무태반 동물의 배아를 감싸는 가장 바깥막. 주변환경과 기체교환을 할 수 있음
*줄기세포 : 상대적으로 미분화된 세포, 세포분열시 한 개는 그대로 미분화 특성을 유지하고, 다른 한 개는 특정 기능을 하는 세포로 분화됨. 골수, 소장 등의 줄기세포는 주기적으로 분열해 낡은 세포를 교체하고, 전립선, 심장 등의 줄기세포는 특수한 상황에서만 분열함
- 전능세포 : totipotent cell, 수정란부터 밀착화가 일어나기 전의 4~8세포기까지 할구들, 영양막을 비롯한 배아의 모든 세포 가능
- 만능세포 : pluripotent cell, 포배의 ICM에서 유래한 배아줄기세포, 영양막을 제외한 배아의 모든 세포 가능
- 다능세포 : multipotent cell, 몇 종류의 세포로 분화가능한 성체 줄기세포 ex) 조혈 줄기세포 (백혈구, 혈소판, 적혈구 생성), 유방 줄기세포 (젖샘의 모든 종류 세포들을 형성)
- 단능세포 : unipotent cell, 특정 조직에서 발견되며 특정 종류의 세포 재생에 관여하는 성체줄기세포 ex) 정원세포는 오직 정자만 생성
- iPSC 유도만능 줄기세포 : Induced pluripotent stem cell, 배아 줄기세포 특이적으로 발현량이 높은 유전자들을 찾아냄, 해당 유전자들을 섬유아세포에 벡터로 삽입 후 과량발현하면 역분화된 배아줄기세포 생성됨
-초파리의 발생
--난자의 발달
--- 영양세포들이 mRNA와 영양물질들을 합성하여 난자에 전달
--- 물질들이 쌓여 충분히 크게 발달한 난자는 배란된 후 정자와 수정
--앞뒤축의 결정 : 모계유전자 --> 간극유전자 --> 쌍지배유전자 --> 체절극성유전자 --> 호메오틱유전자
---모계 유전자 (Maternal gene) : 배발생 과정에서의 기능이 모계의 유전체에 의존하고 있는 유전자
---- 영양세포가 bicoid mRNA와 nanos mRNA를 난자에 전달
----- bicoid mRNA : 난자의 앞쪽 끝에 분포
----- nanos mRNA : 난자의 뒤쪽 끝에 분포
----수정 후 배아의 양 끝에 분포하던 bicoid, nanos mRNA가 번역되어 세포질을 따라 확산됨
----배아전체에 골고루 퍼져있던 모계유래 hunchback, caudal mRNA 번역을 조절
----- Bicoid 단백질 : caudal mRNA의 번역억제
----- Nanos 단백질 : hunchback mRNA의 번역억제
----배아 내에 Bicoid, Nanos, Caudal, Hunchback 단백질의 농도 기울기가 형성됨
---간극 유전자 Gap gene : 농도기울기를 형성한 모계 단백질들이 배아의 유전자에서 발현을 유도, 배아를 적당한 폭으로 나눠주는 전사인자 역할을 함
---쌍지배 유전자 Pair rule gene : 여러개의 줄무늬 형태로 발현, 배아를 15개의 마디로 나눔
---체절 극성 유전자 Segment polarity gene : 확립된 체절들의 규칙성을 강화하고, 체절 내에서 세포의 운명을 확립
---호메오틱 유전자 Homeotic selector gene : 쌍지배 유전자와 체절 극성 유전자의 상호 작용에 의해 발현, 몸의 각 부위의 정체성을 결정하는 유전자로 돌연변이가 일어나면 해당 부위의 정체성이 바뀜
*호메오틱 유전자의 유연관계 : 거의 모든 생물들이 호메오틱 유전자를 발현하여 몸의 각 부위 정체성을 결정함. 전사인자로서 호메오 도메인이라는 DNA 결합 도메인을 지님
cf) 호메오 도메인 : 호메오 단백질 내에서 DNA와 결합하는 기능이 있는 부분
-기관형성 Organogenesis
--신경관의 발생
--- 등쪽 중배엽에서 유래한 척삭이 위층의 외배엽 세포에 신호를 전달
--- 신호를 받은 세포들은 E-카드헤린 대신 N-카드헤린을 발현하는 신경판으로 바뀜
--- 신경판 세포들은 미세소관을 재배열해 길어지고, 정단 끝에 축적된 미세섬유들이 수축하면서 정단면을 조임
--- 세포들이 안쪽으로 함입되면서 둥글게 합쳐져 신경관 구조를 형성
--- 합쳐지는 부위에는 신경능선세포 (Neural crest)가 생김
--- 신경관은 차례로 뇌부터 꼬리 척수까지 분화됨
--체절 생성 및 분화
---중배엽은 척삭 중배엽, 축옆 중배엽, 중간 중배엽, 측판 중배엽의 4가지로 나뉨
---축옆 중배엽은 몸의 앞쪽부터 세포층이 떨어져 체절 (somite)이라 불리는 몸의 마디를 형성
---신경관의 바닥판에서 분비된 Shh가 체절의 배쪽 부분을 뼈분절로 유도 : 뼈분절 세포들은 체절에서 떨어져나와 이동하여 대부분 척추뼈와 갈비뼈 연골의 전구체가 됨
---남은 체절의 세포들은 진피근육 분절을 유지하며, 이 중 일부가 등쪽의 진피층을 형성, 나머지는 척추동물에서 머리 근육을 제외한 모든 골격근을 형성
---척삭 대부분은 세포자살로 퇴화, 일부 남은 세포들은 척추뼈 사이에서 디스크를 이룸
--신경관의 분화
--- 바닥판과 지붕판에서 분비되는 유도 신호의 기울기를 따라 신경관의 배쪽은 운동신경, 등쪽은 여러 개재신경이 발달
--- 신경능선은 간충직세포로 바뀌어 배아내부를 이동하다 일부 세포가 등쪽 신경절에 위치하여 감각신경으로 발달
*여러 기관들의 유래 배엽
-내배엽 : 내장
--소화관, 인두 (입, 인두의 일부, 직장 말단은 외배엽 유래)
--소화관에 연결된 분비샘 (간, 이자 포함)
--중이 공간, 유스타키오관
--폐 기관지 상피
--방광, 요도
--흉선
--갑상선, 부갑상선
-중배엽 : 결합조직, 근육
--근육, 뼈
--진피층
--결합조직, 혈액
--비뇨생식기
--심장
--비장
-외배엽 : 표피, 신경
--중추신경
--수정체, 각막
--피부상피세포
--털, 젖샘
--치아의 에나멜층
--송과샘, 뇌하수체
*발생의 기본 원리
- 자동적 예정화
-- 모자이크 발생설
-- 세포의 분화상태를 결정하는 유전자들이 이미 발현되어 세포의 운명이 정해짐
-- 자동적 예정화 상태의 세포들은 떼어내도 원래 예정된 조직으로 분화됨
- 조건부 예정화
-- 비자동적 예정화
-- 세포의 운명이 결정되어 있지 않아서 주변 세포들의 신호에 의해 다른 종류의 세포로 분화될 수 있음
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