세포 주기와 체세포 분열

핵심 정리

세포 주기는 모세포의 분열로 생긴 딸세포가 다시 분열해 유전물질을 다음 세대에 전달할 때까지의 과정이다. 세포 주기는 분열기(M기)와 간기로 나뉘고, 간기는 G1기·S기·G2기로 이루어진다. 세포는 G1기, S기, G2기, M기의 순서로 진행하며, 분열이 끝나면 다시 G1기로 돌아가 순환한다.

DNA 복제는 간기의 S기에 일어난다. DNA 복제는 S기에만 일어난다. 따라서 세포당 DNA 양은 G1기에 가장 적다. S기를 거쳐 G2기에 이르면 DNA 복제가 끝난 상태다.

분열기에 들어서면 핵막이 사라지고 염색체가 응축되어 보이기 시작한다. 염색체는 분열기에 응축되어 관찰된다. M기에 핵막이 소실되고 다시 형성된다. 중기에는 염색체가 세포 중앙의 적도면에 배열되고, 후기에는 자매 염색 분체가 분리되어 양극으로 이동한다.

체세포 분열에서는 상동 염색체의 접합이 일어나지 않는다. 이에 따라 체세포 분열에서는 2가 염색체가 형성되지 않는다. 체세포 분열의 결과 생긴 두 딸세포는 모세포와 유전적으로 같은 염색체 구성을 갖는다.

자세히

세포 주기를 이해하려면 먼저 분열과 분열 사이의 긴 시기가 간기라는 점을 알아야 한다. 간기 동안 세포는 단백질과 세포 소기관을 만들며 성장하고, 이어지는 분열에 필요한 물질과 복제 장치를 준비한다. 간기는 세포 주기에서 대부분의 시간을 차지하지만, 분열기는 상대적으로 짧다. 그래서 간기 세포를 골라 내는 문항은 분열기 세포보다 훨씬 자주 등장할 가능성이 있는 대상이다. 여기서 중요한 것은 간기 세포에도 핵막이 있다는 사실이다. 핵막은 간기 내내 유지되고, 분열기 전기에 사라졌다가 말기에 다시 형성된다.

G1기는 DNA 복제가 일어나기 전 시기다. 이 시기 세포는 DNA 양이 상대적으로 적다. 세포가 막 분열을 마치고 딸세포로 자라는 동안 G1기 세포는 성장을 주로 담당한다. 세포 주기의 진입 여부를 결정하는 여러 체크포인트도 G1기 근처에 있다고 알려져 있지만, 이 절의 기출 근거에는 그 내용이 없으므로 여기서는 다루지 않는다.

S기는 DNA 가 복제되는 시기다. 이 시기에도 염색체 수는 변하지 않는다. 한 염색체의 DNA가 복제되면 두 염색 분체가 된다. 두 염색 분체는 같은 염색체를 복제해 생긴 것이며, 부모에게서 하나씩 물려받은 것이 아니다. S기에는 염색체가 응축되지 않는다. 염색체는 M기에 가서야 응축되어 관찰되기 때문이다. 그래서 S기 세포의 DNA 양은 G1기와 G2기 사이에 놓인다.

G2기는 복제가 끝난 뒤 분열이 시작되기 전까지의 기간이다. G2기 세포도 핵막을 가진다. 세포당 DNA 양은 G2기와 M기가 같다. 따라서 DNA 양만으로 G2기와 분열기 전기를 구분하기는 어렵다. 핵막의 유무와 염색체의 응축 상태를 함께 확인해야 한다.

분열기 전기에는 핵막이 소실된다. 분열기 전기에 일어나는 핵막 소실과 염색사의 응축을 함께 기억한다. 즉, 핵막 소실은 분열기 전기이고, 염색사는 응축되어 염색체가 된다. 응축된 염색체는 복제된 두 염색 분체가 한 점에서 붙어 있어 X자 모양으로 보인다. 이 X자 모양 염색체는 G1기와 S기에는 나타나지 않고 M기에 나타난다.

분열기 중기에는 방추사가 염색체를 세포의 적도면에 정렬시킨다. 이 단계까지 자매 염색 분체는 분리되지 않는다. 분리는 후기에 일어나므로, 후기 세포의 염색 분체 수와 중기 세포의 염색 분체 수를 비교하면 두 시기를 가를 수 있다.