염색체란?

◎ 염색체

생물의 유전 형질을 결정하는 실체는 DNA라는 물질입니다. 세포의 구조와 기능을 조절하는 유전 정보가 DNA 속에 들어 있습니다. 그러나 DNA의 모든 부분이 유전 정보를 가지고 있는 것은 아닙니다. 특정 형질을 결정하는 유전 정보는 DNA의 특정 부위에 존재하는데, 이 부위를 유전자라고 합니다. DNA는 암호가 기록된 긴 사실 모양으로 핵 속에서 특정한 모양을 하고 있습니다. DNA는 히스톤이라 불리는 단백질을 감아 뉴클레오솜을 형성합니다.

이 뉴클레오솜들이 쭉 연결된 것을 염색사라고 부르고, 분열하고 있지 않는 세포 속에서는 염색사로 존재합니다. 분열할 때는 염색사가 더 꼬이고 꼬여서 우리가 흔히 보는 염색체의 형태로 바뀝니다.

세포 분열을 할 때 DNA가 염색체의 형태로 응축되는 이유는 쉽게 손상받지 않기 위해서입니다. 다시 말해 세포 분열이 일어날 때 DNA가 딸세포로 이동하는데, 염색사의 형태로 풀어져 있으면 쉽게 상처를 받아서 온전히 물려받지 못할 수도 있기 때문입니다.

세포 분열 중기의 염색체 하나를 현미경으로 관찰하면 두 개의 염색 분체를 볼 수 있습니다. 그리고 이 염색분체의 허리 부분은 잘록하게 들어가 서로 부착된 형태로 관찰되는데, 이 잘록하게 들어간 부분을 동원체(움직임의 근원이 되는 몸, 염색체가 움직일 수 있는 근원이 되는 부분으로 방추사가 붙어서 염색체가 움직일 수 있음)라고 합니다. 동원체는 세포 분열이 일어날 때 방추사(세포 분열 시 염색체와 동원체를 잇는 섬유 다발. 염색체의 이동에 중요한 역할을 함)가 붙는 위치입니다.

염색체의 수와 모양 및 크기는 생물의 종류에 따라 일정합니다. 정상적인 같은 생물이라면 염색체의 수, 모양, 크기가 같고 한 개체의 어떤 조직의 세포를 보아도 염색체의 수, 모양, 크기가 같습니다.

보통 생물체를 구성하는 체세포는 모두 같은 수의 염색체를 가지고 있습니다. 모양과 크기가 서로 같은 염색체가 두 개씩 짝을 이루고 있습니다. 그래서 우리는 ‘염색체가 몇 개다’라고 말하기도 하고, ‘염색체가 몇 쌍이다’라고 말하기도 합니다. 여기서 짝을 이루는 염색체를 상동 염색체라고 합니다. 인간의 경우, 전체 염색체의 개수는 46개입니다. 이것들이 2개씩 쌍을 이루어 상동 염색체(모양과 크기가 서로 같은 염색체 쌍)의 형태로 존재하므로 전체 염색체는 23쌍이 됩니다.

그리고 염색체는 크게 두 가지로 구분되는데, 그것은 바로 성 염색체와 상염색체입니다. 성 염색체는 성을 결정하는 데 관여하는 염색체이고, 상염색체는 일반적인 물질대사나 유전에 관련된 유전자를 가지고 있는 염색체입니다. 성 염색체는 X 염색체와 Y 염색체라는 모양과 기능이 서로 다른 염색체로 되어 있는데, 여자는 XX, 남자는 XY의 1쌍의 성염색체를 가지고 있습니다. 그리고 상염색체는 성 염색체를 제외한 나머지 염색체들이므로 사람의 경우 22쌍이 존재합니다.

 

※ 사람의 염색체와 유전자

각 염색체의 유전적 기능은 많이 알려져 있지 않습니다. 인간 게놈 프로젝트를 통해 이들 유전자의 위치를 파악했을 뿐입니다. 인간의 염색체는 23쌍, 즉 46개인데 하나의 염색체에 존재하는 유전자의 수는 매우 많고, 이들이 각기 다른 역할을 하는 경우가 많기 때문에 특별히 한 염색체가 한 가지 기능만 수행하는 경우는 없습니다. 많은 과학자들이 인간 게놈 프로젝트의 결과를 바탕으로 각각의 유전자 기능과 그 유전자가 만드는 단백질 종류를 밝히는 연구를 계속하고 있습니다.

 

※ 게놈(Genome)

한 생물체가 지닌 모든 유전 정보의 집합체를 뜻하는 말로 1920년 미국의 H. 윈클러가 처음 사용했습니다. 이후 유전 정보를 담고 있는 물질이 DNA(디옥시리보햇산)dladl 규명되었습니다. DNA는 A(아데닌), C(시토신), G(구아닌), T(티민) sp 종류의 염기 조합으로 이루어집니다. 인간의 유전자 정보는 23쌍, 즉 46개의 염색체에 저장되어 있으며 30억 개의 염기 조합으로 구성되고, 염기 배열 순서에 따라 인간의 피부색, 성격, 체질 등이 결정됩니다. 게놈 프로젝트는 결국 이 염기 서열을 정확히 밝혀낸 인체의 완벽한 ‘유전자 지도’를 만들어내는 것이고, 이미 성공했습니다.