반수체

세포들은 일정 수의 염색체 셋트를 가지고 있는데, 유성생식을 위한 생식세포 분열과 같은 감수분열의 결과로 염색체 셋트의 수가 절반으로 줄어든 세포들을 말한다.¹⁾ 이배체 식물의 생활사에서 꽃가루의 정세포나 씨방의 알세포가 반수체에 해당된다.

목차

일반적으로 염색체의 개수가 절반인 세포를 말하며, 진핵생물 유기체는 감수분열 결과 생성된 염색체를 각각의 부모를 통해 얻게 되어 이배체를 형성한다. 이때 다음 자손으로 유전형질을 물려주기 위해 감수분열을 통해 염색체의 수가 절반으로 줄어드는 상태를 반수체 상태라고 한다. 기존 세포의 핵이 반수체일 경우 성장에 의한 세포는 반수체라고 불릴 수 있고, 유기체의 체세포가 반수체라면 그 유기체는 반수체라고 불릴 수 있다. 하나의 세포 핵에 들어있는 한 세트의 염색체를 반수체 수라고 하며, n이라는 기호로 표기한다.

생식세포는 감수분열을 통해서 기본적으로 반수체의 염색체 수를 가지며 대부분의 생물들은 생식세포들의 결합을 통해 염색체들의 짝들이 결합하게 되는데 이를 2n으로 표현하며 결합하는 각 생식세포들의 염색체 짝을 상동염색체라고 부른다. 예를 들어 대부분의 생물은 배수체의 체세포를 가지며 반수체의 생식세포를 생산한다. 생식세포를 생성하는 감수분열의 결과 전구세포에서 가지고 있는 염색체에서 무작위적으로 하나가 골라져 반으로 나눠지게 되어 결국 반수체를 이루게 된다.

n은 반수체 세트 속의 최초의 독특한 염색체의 수를 나타낼 때 사용하는 기본 단위이며 기본적으로 중요한 숫자나 근본적인 수를 나타낼 때 사용한다. 밀을 예로 들자면, 밀의 공통된 염색체들은 반수체 생식세포에 각각 7개 염색체를 가지는 세 가지 다른 조상의 종으로부터 획득되었다고 여겨진다. 이때 일배체 수는 7개이고 반수체수는 3 @@NAMATH_INLINE@@\times@@NAMATH_INLINE@@7 = 21이다. 전반적으로 n은 x의 배수이다. 밀은 체세포에 7개 염색체의 6세트를 가진다. 그렇기 때문에 밀은 공식적으로 2n=6x=42이기 때문에 반수체는 21이고 일배체 수 x는 7이다. 밀의 생식세포는 체세포의 유전적 정보를 절반만 포함하기 때문에 반수체로 여겨지지만 여전히 3개의 완전한 염색체 세트를 포함하기 때문에 일배체가 아니므로 밀은 7개의 염색체의 3세트로부터 온 21개의 염색체의 반수체의 기원이 설명될 수 있다.

1. 반수체 유기체는 왼쪽이고, 배수체 유기체는 오른쪽이다. 2. 반수체 배아는 우성 보라색 유전자를 가져온다. 3. 반수체 정자는 열성 파랑색 유전자를 가져온다. 4. 배수체 정자는 열성 파랑색 유전자를 가져온다. 5. 배수체 배아는 우성 보라색 유전자를 가져온다. 6. 반수체 생물체들은 이배체를 가지고 있기 때문에 수명이 짧다. 7. 정자에 의해 풍부해진 접합자의 첫 번째 상태이다. 8. 배수체 구조에 의해 방출된 포자들은 모계 우성 유전자와 부계 열성 유전자 둘다 표현한다. 9. 자손 세포들은 우성 또는 열성을 포함한다. (출처: 한국식물학회)

대부분의 곰팡이와 조류는 생활사 중에 가장 중요한 단계에서 반수체로 교체되는 세대교번이 일어나게 된다. 대부분의 동물들은 배수체를 가지고 있지만 특정한 동물인 수컷 벌과 개미들은 배수체인 동안 수정되지 않는 반배수체 상태로 발전시켜 반수체 시스템을 만들기 때문에 반수체 유기체이다.

1. U. R. Murty (1973) Morphology of pachytene chromosomes and its bearing on the nature of polyploidy in the cytological races of Apluda mutica L. Genetica, 44: 234-243