생명체는 두 가지 방식으로 번식한다. 하나는 자신의 유전물질을 그대로 복제하는 방식이며, 또 하나는 서로 다른 개체가 만나 유전 정보를 교환하거나 결합하는 방식이다. 전자는 무성생식, 후자는 유성생식이라 한다. 미생물의 접합도 유전자를 교환하기에 넓은 의미에서보면 유성생식이라 할 수 있으나, 접합은 개체수를 증가시키지는 않기에 ‘번식’한다고 보기는 어렵다. 일반적으로 우리에게 익숙한 유성생식은 난자와 정자가 만나 수정란을 형성하는 번식을 말한다.
무성생식과 유성생식
마음에 꼭 맞는 상대를 만나게 되면 사람들은 드디어 '잃어버린 반쪽을 찾았다'라고 표현한다. 혼자서는 완전할 수 없는 반쪽을 보완해주는 그런 사람을 만났다는 의미일 게다. 세포의 세계에서도 그런 '반쪽이'들이 존재한다. 혼자서는 아무 것도 할 수 없지만, 둘이 만나면 새로운 생명을 탄생시키는 엄청난 역할을 하는 세포들이 바로 생식을 담당하고 있는 생식세포인 정자와 난자들이다.
정자와 난자가 신체의 다른 체세포들과 다른 점은 체세포에 비해 유전물질을 절반 밖에 갖지 않는다는 것이다. 이는 어찌보면 당연한 일이다. 만약 생식세포가 체세포와 동일한 양의 유전물질을 갖는다면 매번 수정 시마다 유전물질의 양이 두 배로 늘어날 테니 말이다. 따라서 생식세포들의 분열은 감수분열이라는 독특한 과정을 거친다.
하나가 둘이 되는 과정 (1) 체세포 분열
감수분열(減數分裂, meiosis)이란 말 그대로 ‘염색체 수(數)가 반으로 줄어드는(減)’ 분열이란 뜻이다. 이를 이해하기 위해서는 먼저 보통의 세포들이 어떻게 분열하는지를 알아야 한다. 살아 있는 세포들은 세포분열을 통해 수를 늘린다. 일반적인 세포분열에서 분열 이전의 세포와 분열 이후의 세포의 유전물질은 동일하다. 단세포생물에게서는 세포분열 자체가 하나의 번식이지만, 다세포생물에게서는 이는 세포수의 증가로 이어지기에 보통 이를 체세포분열(體細胞分裂, mitosis)이라 한다. 보통 세포가 한 번 분열한 뒤 다음 번 분열하기까지를 세포주기라고 하는데, 보통 세포주기는 G1기, S기, G2기, M 기 등 4단계로 이루어진다. |