생명과학실험 | 타선 염색체 관찰과 핵형분석

 

 

 

TIP

 

 

초파리의 타선염색체를 이해하고 관찰한다. 세포분열의 과정들을 관찰한다.

 

 

 

유전정보는 DNA에 저장되고 DNA를 통해 후대로 전해진다. 모든 생물의 세포는 DNA를 포함하고 있다. 진핵생물의 경우 이 DNA가 존재하는 곳은 핵이다. DNA는 핵 안에서 히스톤단백질과 함께 염색체를 이루고 있다. 염색체는 유전정보를 지니고 있는 실 같은 구조다. 이 염색체는 생물체의 종류마다 다르지만 인간의 경우 46개의 염색체를 가진다. 염색체의 구조를 살펴보면 복제를 했을 경우 두 개의 염색분체와 동원체로 이루어져 있다. 동원체는 세포분열 후기에 딸 염색체가 서로 붙어 있는 영역이고 염색분체는 염색체가 세로로 분열할 때 그 염색체의 한 가닥이다.

 

생물은 세포와 외부와 물질 교환을 효율적으로 하기 위해 하나의 세포가 두 개의 세포로 나누어지는 세포 분열을 하게 된다. 세포 분열에는 체세포분열과 감수분열이 있다. 체세포분열은 주로 생장을 위해 일어나고 감수분열은 생식 기관에서 생식세포를 만들기 위해 일어난다. 일단 체세포분열의 과정을 살펴보면 전기에는 염색체가 이동 및 분열을 준비하기 위해 꼬임을 형성한다. 핵막은 소실되기 시작한다.

 

중기에는 이미 염색체가 매우 응축되어 있어서 광학현미경으로도 볼 수 있다. 미세소관은 방추사를 형성하고 염색체는 적도판에 나열한다. 후기에 동원체가 분리되고 방추사는 각 염색체의 염색분체를 각각 세포의 양극으로 끌어당긴다. 각각의 극은 염색분체 전체세트 하나씩을 갖게 된다. 말기에는 방추사가 해체, 새로운 핵막이 각 염색분체 둘레에 형성되고 염색체는 기능적 형태를 다시 취한다. 다음으로 감수분열은 핵과 세포가 분열하여 두 세트의 염색체를 가진 이가염색체가 한 세트의 염색체만 갖는 반수체로 감소하는 진핵 생물의 과정이다.

 

고등식물과 동물에서 감수분열은 정자와 난자 세포가 성숙할 때 일어난다. 체세포분열과 달리 감수분열은 제1감수분열과 제2감수분열의 두 단계로 이루어져있다. 제1감수분열의 과정은 이러하다. 전기에는 염색체가 꼬임을 형성한다. 분리되지 않은 연결부인 동원체가 각 염색체의 자매염색분체 두 개를 연결한다. 상동염색체가 평행하게 늘어서서 염색분체4개 집단을 형성한다. 중기1과정에서는 사분염색체가 세포 종축 중앙에 정열하고 핵막이 사라진다.

 

후기1과정에서는 상동염색체가 분리된다. 동원체가 그대로인 상태로 염색체 전체가 양극으로 이동한다. 말기1과정에서는 꼬였던 염색체가 풀리고 핵막과 인이 형성된다. 이후 제2감수분열이 일어나는데 이는 체세포분열의 과정과 동일하다. 핵형분석은 중기 시기의 염색체를 도식하여 크기나 형태를 분석하는 것이다. 이 핵형분석을 통해 다운증후군이나 고양이울음 증후군 같은 유전병을 분석하고 연구할 수 있다.

 

실제로 다운증후군은 21번 염색체자리에 염색체가 하나 더 존재하고 고양이 울음증후군은 5번 염색체가 결실되었다. 본 실험의 목표는 이같이 유전정보를 저장하는 염색체를 관찰하고 세포분열이 일어나는 과정을 관찰하며 염색체의 기능 및 세포분열과정을 이해하는 데에 있다.

 

 

실험 방법

실험 I

1) 초파리 유충을 한 마리 선택하여 슬라이드 글라스에 올리고 핀셋을 이용하여 머리 부분과 몸통을 분리한다.

 

2) 분리하면 지방조직과 타선세포가 같이 나오는데 불투명한 부분인 지방조직을 제거하고 타선세포만 남긴다.

 

 

3) 1% 아세트 오르세인으로 2-3분간 염색한다.

 

4) 커버글라스를 덮고 여과지를 덮고 강하게 압착하여 염색체가 퍼지게 한다.

 

5) 광학 현미경을 사용하여 관찰한다.

 

실험 II

1) 근단을 전처리 과정, 고정 과정, 저장 과정을 거친다.

 

2) 저장되어 있던 근단을 증류수로 3회 수세한다.

 

3) 1.5ml 튜브에 1M HCl 1ml와 근단을 넣고 항온수조에서 10분간 해리시킨다.

 

 

4) 해리된 근단을 증류수로 수세한다.

 

5) 슬라이드 글라스 위에 근단을 올려놓고 필요한 부위만 취한다.

 

6) 해부침을 이용하여 근단을 잘게 찢는다.

 

7) 1% 아세트 오르세인을 이용하여 2-3분 염색시킨다.

 

8) 커버글라스와 여과지를 덮어 압착시킨다.

 

9) 현미경을 사용하여 관찰한다.

 

 

 

[생명과학실험]타선 염색체 관찰과 핵형분석 레포트