인체 세포핵의 구조

 

세포핵의 구조

 

세포의 핵은 두 개의 막으로 둘러싸여 있고 각각의 막은 지질에 의해 이중층을 형성합니다. 핵에 있는 두 개의 막에는 구멍들이 있는데 구멍을 통해 단백질이나 RNA 혹은 더 큰 분자가 드나듭니다. 핵 속의 세포질에 DNA는 염색체를 구성하며 그 DNA에는 단백질이 붙어서 매우 긴 DNA가 접혀서 최소한의 공간만 차지하게 되고 세포분열 시기가 아니라면 염색체는 흩어져 있다가 세포분열이 다가오면 염색체는 밀집된다고 알려집니다.

 

 

핵 속의 중심 부분을 인(nucleolus)이라고 하며 여기에는 Ribosomal RNA가 있으며 이는 세포질에서 들어온 단백질과 함께 리보좀을 만들며 합성된 리보좀은 핵의 구멍을 통해 세포질로 나가서 단백질 합성에 관여합니다. 또한 핵에서는 DNA의 덕택으로 mRNA가 만들어지고 다시 핵의 구멍을 통해 세포질로 나가며 세포질에서 mRNA는 리보좀의 도움을 받아 단백질이 된다고 합니다.

 

 

이러한 세포핵 속에 있는 물질인 DNA와 RNA를 핵산(Nucleic acid)이라 부르는데 생명체의 씨라 할 수 있고 이 중 DNA에는 생명 프로그램이 들어 있으며 따라서 건축의 설계도와 유사한 개념이며 DNA가 가진 유전 정보 즉 DNA의 구조에 따라 RNA에 전달되고 건축설계도에 따라 건축물을 짓는 목수처럼 이 RNA는 유전 정보에 맞는 단백질이 만들어지는데 이와 같은 단백질 합성 과정의 설명은 근대 유전학의 성과이자 생명체의 탄생 및 생명 유지를 의미하는 것이라 합니다.

 

 

이러한 핵산은 세 가지로 물질로 구성되고 이는 각각 오탄당과 염기, 인산(H3PO4)으로 구성되며 이 세 가지 물질이 각 한 분자씩 연결된 것이 뉴클레오티드라 하고 이 뉴클레오티드가 수 많이 연결된 것이 바로 핵산이라 칭합니다.

 

 

오탄당과 염기에는 몇 가지 종류가 있는데 오탄당은 탄소원자가 5개 있는 탄수화물의 일종으로 리보오스와 디옥시리보오스의 두 가지가 있으며 또한 염기는 질소원자를 가지고 있는 유기화합물로 이 질소원자가 수용액에서 수소이온과 결합하여 양전하을 띠기 때문에 이 물질을 염기라고 약칭하며 이 염기에는 각각 아데닌(adenine:A), 구아닌(guanine:G), 시토신(cytosine:C), 우라실(uracil:U) 그리고 티민(thymine:T) 5가지가 있다고 알려집니다.

 

그러므로 당에 리보오스와 디옥시리보오스의 두 가지가 형태의 결합이 존재하게 되며 리보오스를 가진 뉴클레오티드만으로 길게 연결된 핵산을 리보핵산이라 하고 이를 RNA로 약칭하며 반면에 디옥시리보오스를 가지는 뉴클레오티드만으로 연결된 핵산을 디옥시리보핵산이라 하고 이를 DNA라고 약칭합니다.

 

 

DNA는 2중나선구조를 가지며 4개의 염기는 둘씩, 즉 A-T와 C-G와 항시 짝을 이루는데 이들의 조합형태 즉, 염기서열에 따라 동물, 식물, 인간의 각종 외형적인 형태로 나타난다는 것이 게놈프로젝트에 의해 밝혀지게 되었습니다.

 

 

세포가 분열 즉, 신진대사를 일으킨다는 것은 2중나선구조의 띠가 둘로 나뉘어지면서 그 짝이 되는 부분이 새롭게 달라붙어 맞춰짐으로 새로운 똑 같은 세포가 생기는 되는 것입니다.

 

 

DNA의 조립이 쌍을 이뤄 모이게 되면 하나의 뜻을 나타내게 되는데 이것이 바로 유전자이며 의미있는 단백질 정보를 담고 있습니다. 하나의 세포핵 속에는 이와 같은 핵산의 염기쌍이 30억 정도가 들어있으며 유의한 단백질 정보를 가진 약 2% 정도의 염기서열이 모여 약 4만개 정도의 정보를 나타내는 유전자가 되며 이와 같은 핵산의 조립은 아주 쉽게 붙었다 떨어졌다 하여 염색체가 손상되면 모든 질병으로 발현되게 된다고 알려집니다.

 

 

사람은 23째의 성염색체를 포함하여 23쌍의 염색체를 가지며 각 쌍은 양친으로부터 물려받게 되고 이 염색체가 손상시 모든 질병으로 발현되며 이러한 핵산이 우리 체내에 부족시 주름, 노화로 나타나며 양질의 원료인 핵산으로 원래의 유전자 결합으로 돌아가다면 모든 질병에서 자유롭게 된다는 것을 의미하게 됩니다.

 

 

세포가 분열에 들어가게 되면 DNA 가닥에 이를 보호하기 위해 단백질 덩어리인 염색사가 붙어 꼬여서 짧고 굵게 된 것이 염색체가 되며 이 염색체 속에 약 4만개의 유전자 정보가 담겨져 있게 꼴이 되며 한 사람의 체내의 모든 세포는 처음 하나에서 분열되기에 동일한 DNA를 가지게 됩니다.

  

 

인간과 침팬지의 DNA 염기서열은 98.7%가 동일하다고 알려지는데 아직 사람이 어느날 유전자 변이로 인하여 침팬지로 갑자기 변했다는 보고가 없는 것을 보면 이러한 DNA에 단백질 정보를 담은 유전자 정보는 매우 안전하게 복제되고 조절된다는 생명체의 경이로움을 보여주는 듯 합니다.