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[장수철의 생물학을 위하여] 염색체 숫자를 일정하게 유지하는 법

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입력 :ㅣ 수정 : 2020-10-20 03:51 장수철의 생물학을 위하여 섹션 목록 확대 축소 인쇄
장수철 연세대 학부대학 교수
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▲ 장수철 연세대 학부대학 교수

양성이 유성생식을 통해 생명체를 만든다. 이 말을 해석하면 다음과 같다. 한 남성과 한 여성이 만나 사랑을 하면 그 사이에서 아기가 태어난다. 인간은 유성생식을 한다. 일단 어머니 몸속에서 만들어지고 태어나 성장한다. 어느 정도 성장하면 우리는 생식세포를 만들 수 있게 되고 이 생식세포로 수정을 하면 자손을 얻게 된다. 이런 여러 단계의 삶을 포괄해 생활사나 유성생식 주기라고 한다.

반복되는 생활사를 통해 부모의 유전자를 담고 있는 염색체 복제본을 전달받는다. 그런데 아버지와 어머니의 염색체를 전달받았다면 내 염색체는 아버지나 어머니보다 두 배 더 많아지는 것이 아닐까. 만일 그런 일이 반복된다면 자손 대대로 염색체 수는 계속 배가 돼 결국 한참 뒤의 후손이 가지고 있는 세포는 온통 염색체로만 채워질 것이라는 생각이 떠오를 수도 있다. 그러나 이런 일은 일어나지 않는다. 염색체 수를 비교하면 사람은 모두 각각 46개의 염색체를 가지고 있다.

염색체의 수는 생물마다 다르지만 모두 쌍을 이룬다. 사람도 거의 동일한 두 개씩 23쌍의 염색체가 존재한다. 정확히는 22쌍의 보통 염색체와 1쌍의 성염색체로 이뤄져 있다. 이때 거의 동일한 두 염색체를 상동염색체라고 한다. 이처럼 두 세트(2n)의 염색체를 갖고 있을 때 염색체의 조성을 이배체라고 한다. 우리 몸을 이루는 60조~100조개의 세포는 거의 다 체세포인데 이들은 모두 이배체다. 우리가 태어나 생존하는 동안 거의 대부분의 세포는 이배체 상태다. 세포는 불멸이 아니다. 그래서 대부분의 염색체를 그대로 복제하는 체세포 분열이 지속돼 우리 몸이 유지되고 있는 것이다.
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그러나 생식세포는 예외다. 난소와 정소에서 만들어지는 생식세포인 난자와 정자에는 각 번호의 염색체 한 개씩 22개와 성염색체 한 개가 들어 있다. 이처럼 한 세트(1n)의 염색체를 갖고 있는데, 이를 반수체라고 한다. 반수체 생식세포는 감수분열이라는 과정을 통해 만들어진다. 감수분열은 세포분열이 일어나기 전에 염색체를 2배로 복제하지만 분열을 두 번 하기 때문에 염색체의 수가 23개, 반수체가 된다. 이렇게 형성된 난자와 정자는 서로 결합하는 수정 과정을 거쳐 23쌍의 상동염색체인 46개의 염색체를 가진 수정란을 형성한다. 이처럼 수정된 세포로부터 우리가 생겨나고 성장하게 된다.

버섯이나 곰팡이 등 균류는 반수체의 체세포로 구성돼 있다. 이들은 일시적으로 이배체를 형성한 뒤 바로 감수분열이 일어나 반수체가 돼 평생을 산다. 우리와는 완전히 반대다.

식물은 인간과 균류의 종합판이다. 흔히 볼 수 있는 현화식물의 암술과 수술 내에서는 균류처럼 반수체 세포의 증식이 일어나고 이 세포 중의 일부인 정자와 난자가 수정해 이배체인 씨를 만든다. 씨가 자라면 우리가 볼 수 있는 식물이 된다. 그러니까 식물의 생애 대부분도 우리처럼 이배체다. 다만 이 식물이 성숙하면 암술과 수술 내에서 감수분열을 하고 이를 통해 생긴 반수체 생식세포의 숫자가 늘어나는 증식을 한다.

우리는 부지불식간에 사람을 정상이나 기준으로 생각하는 경향이 있다. 우리 외에도 곰팡이나 버섯, 수많은 식물은 다른 방식으로 염색체 수를 일정하게 유지한다. 우리가 접하는 많은 현상이 우리가 알거나 익숙한 방식만으로 생겨나지는 않는다. 그래서 우리는 섣불리 단정 지어 등 돌리지 말고, 나와 다를 수 있음을 이해하려는 노력을 해야 한다.
2020-10-20 29면
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