생식자

3. 생식자와 체세포의 차이점

생식자는 체세포와 다르게 염색체를 한 세트만 가지고 있다. 체세포는 정자로부터 받은 염색체 한 세트와 난자로부터 받은 염색체 한 세트를 모두 가지고 있어 총 2세트의 염색체를 포함한다.^[31] 이러한 이유로 자손의 세포는 아버지와 어머니 양쪽의 형질을 모두 발현할 수 있으며, 우성과 열성 유전 형질이 나타난다.

3. 1. 포유류와 조류의 성 결정

4. 식물의 생식자

식물은 유성 생식을 위해 생식자를 생성하며, 두배수체와 홑배수체 세대가 교대하는 생활 주기를 가진다.^[16] 홑배수체 홀씨(포자)는 감수분열을 통해 만들어지고, 체세포분열을 통해 다세포 홑배수체 배우체(gametophyte)로 발생한다. 정자는 장정기(antheridium)에서, 난자는 플라스크 모양의 기관인 장란기(archegonium)에서 만들어진다.^[16] 식물의 정자는 유일한 운동성 세포이며, 종종 편모라고 설명되지만, 더 정확하게는 섬모라고 할 수 있다.^[17] 선태식물은 2개의 편모를 가지고 있으며, 속새는 최대 200개, 소철 ''Zamia pumila''의 성숙한 정자는 최대 50,000개의 편모를 가지고 있다.^[18] 소철과 은행나무는 운동성 정자를 가진 유일한 겉씨식물이다.^[17]

꽃식물(현화식물)에서 암컷 배우체는 꽃의 씨방(ovary) 안에 있는 밑씨(ovule) 안에서 생성된다. 수컷 배우체는 꽃밥(anther) 내부의 꽃가루(pollen) 안에서 만들어진다. 속씨식물에서 웅배우체는 꽃밥 내 꽃가루 입자 안에서 생성되며 비운동성이지만, 바람, 물 또는 동물의 매개체에 의해 분포될 수 있다. 꽃가루가 꽃에 있는 성숙한 암술머리(stigma)에 안착하면, 암술대(style)를 따라 꽃의 씨방 안까지 이어지는 꽃가루관(pollen tube)을 만들기 시작한다. 이후 꽃가루는 체세포분열을 통해 정자를 만들고 방출하여 수정시킨다.

5. 배우자의 분화 (일본어 위키백과 참고)

많은 진핵생물은 유성 생식 시에 생식자를 형성한다.^[6][7][8] 접합하는 생식자 사이에 크기나 형태 차이가 없으면 동형 배우자라고 하며, 동형 배우자가 접합하는 것을 동형 배우자 접합이라고 한다. 크기나 형태에 차이가 있으면 이형 배우자라고 하며, 이형 배우자가 접합하는 것을 이형 배우자 접합이라고 한다. 난접합(oogamy)은 동형접합에서 이형접합을 거쳐 진화했다.^[25][26] 크고 운동성이 없는 암컷 생식자는 난자이고, 작고 운동성이 있는 수컷 생식자는 정자이다.^[9][10] 난자와 정자의 접합을 수정이라고 한다. 일반적으로 동형 배우자가 이형 배우자와 난생식이 진화한 조상 상태로 받아들여진다.^[6][7][8] 자연에는 언제나 딱 2가지 종류의 생식자만 있고, 모든 분석 결과 중간 크기의 생식자는 선택에 의해 제거되었다고 밝혀졌다.^[27][28] 중간 크기의 생식자는 작거나 큰 생식자만큼의 장점이 없으며,^[29] 중간 크기는 작은 크기보다 이동성과 수에서 안 좋고, 큰 크기보다 공급에서 안 좋다.^[30] 배우자의 접합으로 생긴 것을 접합자라고 한다.

6. 배우자의 형성 (일본어 위키백과 참고)

생식자는 감수 분열을 통해 형성되며, 염색체 수는 체세포의 절반이다.^[13][31] 유전자 재조합은 감수 분열 동안 생식 세포의 염색체가 부모 이배체 염색체에 있는 염색체 세트의 정확한 복제본이 아니라 둘의 혼합물이 되도록 보장한다.^[13]

육상 식물에서는 감수 분열을 통해 포자가 형성되고, 포자가 배우체로 자라 체세포 분열을 통해 생식자를 만든다.^[16] 식물은 세대 교번을 포함하는 생활환을 가지기 때문에 동물의 생활환과 차이점이 존재한다. 식물은 감수 분열을 사용하여 다세포 생물인 반수체 배우체로 발달하는 포자를 생성하고, 이 배우체는 유사 분열을 통해 생식자를 생성한다. 동물에는 이에 해당하는 다세포 반수체 단계가 없다. 포자를 사용하여 생식하는 식물의 정자는 수정기라고 알려진 배우체의 기관에서 유사 분열에 의해 형성되며, 난세포는 자성기라고 불리는 플라스크 모양의 기관에서 유사 분열에 의해 형성된다.^[16] 식물의 정자는 유일한 운동성 세포이며, 종종 편모라고 설명되지만, 더 정확하게는 섬모라고 할 수 있다.^[17] 속씨식물에서 암배우체는 꽃의 씨방 내 배주 안에서 생성된다. 성숙하면 반수체 배우체는 수정 준비가 된 암생식자를 생성한다. 웅배우체는 꽃밥 내 꽃가루 입자 안에서 생성되며 비운동성이지만, 바람, 물 또는 동물의 매개체에 의해 분포될 수 있다. 꽃가루 입자가 성숙한 꽃의 암술머리에 닿으면 발아하여 꽃가루관을 형성하고, 이 꽃가루관은 암술대를 따라 꽃의 씨방으로, 그리고 배주로 자라 들어간다. 그런 다음 꽃가루는 유사 분열에 의해 비운동성 정핵을 생성하고, 이 정핵은 꽃가루관을 따라 배주로 수송되어 난세포를 수정시킨다.

7. 성의 분화 (일본어 위키백과 참고)

생식자에는 접합 시 유형이 있으며, 동일한 유형의 생식자끼리는 접합하지 않고, 서로 다른 유형의 생식자 간에 접합한다. 이 접합에 관한 유형을 접합형 또는 성이라고 한다.

동형 배우자의 경우, 형태적으로 접합 유형을 구분할 수 없으므로 암컷, 수컷이라는 용어를 사용하지 않지만, 이형 배우자의 경우, 큰 배우자(대배우자)를 암컷 배우자, 작은 배우자(소배우자)를 수컷 배우자라고 부른다. 따라서, 난자는 암컷 배우자, 정자는 수컷 배우자이다.

개체의 성은 해당 개체가 어떤 유형의 배우자를 만드는지에 따라 결정된다. 대배우자를 형성하는 개체가 암컷, 소배우자를 형성하는 개체가 수컷이다. 따라서, 난소・고환을 모두 가지고, 난자와 정자를 모두 만드는 동물(자웅동체)에서는 개체의 암수를 구분하지 않는다.

8. 인공 생식자

인공 생식자는 시험관 유래 생식자(IVD; ''in vitro'' derived gamete), 줄기세포 유래 생식자(SCDG; stem cell-derived gamete), 시험관 발생 생식자(IVD; ''in vitro'' generated gamete)라고도 불리며, 줄기세포로부터 인공적으로 만들어진 생식자이다.^[33][14] 이러한 인공 생식자의 사용은 "반드시 IVF 기술을 필요로 할 것"이다.^[14]

인공 생식자는 동성 남성 커플을 위한 생식 기술이 될 수 있지만, 임신 기간 동안 대리모가 필요하다.^[33][14] 폐경기가 지난 여성도 난자를 생성하여 유전적으로 관련된 아이를 가질 수 있다.^[33][14] 로버트 스패로우(Robert Sparrow)는 의료 윤리학 저널에 인공 생식자에서 파생된 배아를 사용하여 새로운 생식자를 생성할 수 있으며, 이 과정을 반복하여 실험실에서 여러 세대의 인간을 만들 수 있다고 썼다.^[34][15] 이 기술은 의학적 적용을 위한 세포 배양 및 유전 질환의 유전을 연구하는 데 사용될 수 있다.^[34][15] 또한, 이 기술은 원하는 유전자를 선택적 번식하거나 재조합 DNA 기술을 사용하여 자연에서 발생하지 않은 개선을 생성함으로써 인간 향상에 사용될 수 있다.^[34][15]

참조

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_[4] 간행물 8.4 Sex: It's About the Gametes https://open.lib.umn[...] 2020-10-20
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