자매염색분체

자매 염색분체 (sister chromatid)는 세포 분열과정중에 하나의 염색체(chromosome)가 복제되어 생기는 2개의 동일한 염색체를 말한다. 이들은 세포 분열의 과정 동안 S기 (S phase)라고 하는 시기에 만들어지며 동원체 (centromere)에 의해 서로 연결되어 있다. 세포 분열이 막바지에 이르면 자매 염색분체들은 분리되어 딸 세포로 이동한다.

목차

그림 1. 자매 염색분체와 상동 염색체의 비교 ()

자매 염색분체와 상동 염색체의 사이에는 작은 차이가 있다. 자매 염색분체는 1개의 염색체로부터 만들어진 2개의 ‘동일한’ 염색체이다. 상동 염색체는 두 부모로부터 온 ‘크기와 모양이 같은’ 염색체쌍을 말한다. 자매 염색분체는 완전히 똑같고, 상동 염색체는 완전히 같지는 않다 (그림 1).

이해를 돕기 위해 사람의 1번 염색체를 예로 들어보자. 1번 염색체가 세포 분열 동안 복제되면 2개의 ‘똑같은’ 염색체가 만들어진다. 이렇게 똑같은 2개의 염색체를 자매 염색분체이라고 부른다. 이에 비해 사람의 체세포에는 46개의 염색체가 있고 이 중 23개를 어머니로부터 받고 나머지 23개를 아버지로부터 받는다. 1번 염색체는 사람의 체세포에 2개가 존재하지만 이들은 각각 어머니와 아버지로부터 왔기 때문에 서로 완전히 같지는 않다 (그림 2). 

그림 2. 자매 염색분체와 상동 염색체의 차이. 이 그림에서는 모계와 부계에서 온 1번 염색체를 예로 들고 있다. 이들은 같은 1번 염색체이지만 서로 약간 다르며 이를 상동 염색체라고 한다. 각 염색체가 복제해서 만들어진 염색체를 자매 염색분체라고 한다. 이들은 완벽하게 같다. 체세포분열동안 이들 자매 염색분체는 서로 다른 딸 세포로 분리된다. )

자매 염색분체는 염색체수준에서 발생하는 손상을 수선하는데 유용하게 사용된다. 체세포 분열 동안 일부의 염색체에 손상이 생기는 경우가 있다. 이 손상을 그대로 방치하게 되면 세포 분열 후 어떤 딸 세포는 손상된 자매 염색분체를 갖는 결과가 생긴다. 이것은 세포 분열 후 딸 세포가 서로 다른 개수의 염색체를 갖는 중요한 원인이다. 이 현상을 이수성 (aneuploidy)이라고 한다. 46개의 염색체를 갖고 있는 사람의 세포가 세포 분열을 했는데 딸 세포 하나는 46개, 다른 하나는 45개를 갖고 있다고 생각해보라. 45개의 염색체를 가진 딸 세포는 정상적인 발달을 하지 못할 것이기 때문에 이 손상은 즉시 수리 되어야 한다. 생명체는 이를 수리하기 위해 자매 염색분체를 주형으로 사용하기도 한다. 자매 염색분체는 서로 완전히 동일하기 때문에 손상된 부분을 원래대로 복구하는데 매우 유용하다.

두 개의 동일한 자매 염색분체 사이에도 유전 물질의 교환이 일어난다. 이것을 자매 염색분체의 교환 (sister chromatid exchange, SCE)이라고 부른다. 자매 염색분체의 교환(SCE)이 일어나는 원인은 아직 알려져 있지 않다. 일반적으로 유사 분열을 한번 할 때 마다 염색체 쌍당 4 ~ 5 개의 자매 염색분체가 교환된다고 알려져 있다. 이 숫자를 넘어서게 되면 개체에 심각한 위험을 초래하게 된다. 예를 들어, Bloom 증후군 환자에서는 이 자매 염색분체 교환 (SCE)이 현저하게 증가 (약 10 ~ 100배)되어 있는 것을 관찰할 수 있다. 또한 자매 염색분체 교환 (SCE)이 자주 일어나는 것과 종양의 형성과도 관련이 있는 것으로 알려져 있다.

Hartwell, Hood, Goldberg, Reynolds, Silver, Veres (2008) Genetics: from genes to genomes. 3^rd edition. McGraw-Hill