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과학

동물의 발생

by 아-이유 2023. 6. 2.
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* 수정(성게) & 난할(개구리)

 - 수정 (성게) : 첨체반응 피층반응 난자, 활성화

           ㆍ 정자 ⊃ 첨체(가수분해효소가 있는 소낭), 빈딘

           ㆍ 난자 : 수용체 + 젤리층(성계는 젤리층) + 난황막

 

           첨체반응(성게)

                     정자접근 (by 수정소)

                     정자의 첨체가 가수분해효소 분비 난자의 젤리층 분해

                     난자의 수용체 노출

                     정자의 빈딘이 있는 세포막이 신장됨 by 미세섬유, 세포막 변형

                     정자의 빈딘단백질 + 난자의 빈딘수용체가 서로 결합

                     정자 / 난자의 세포막 융합

                     빠른 다수정 방지 기작 → Na 유입 (탈분극)

 

           피층반응(성게)느린 다수정 방지 기작

                     정자 / 난자의 세포막 융합

                     신호전달 : PLC → IP3 → Ca 증가 (from SER)

                                ► Ca 파동의 이동[i] : 이동이 아님

                     과립소낭의 외포촉진 난자막과 난황막 사이의 공간(위란강)[ii]에 피층과립분비

                     피층과립 ⊃ 단백질분해효소 + 점액성 당

                                단백질분해효소 : 빈딘수용체 분해 다수정 방지

                                점액성 당 : 물유입 / 수정막 두께 두꺼워짐. → 다수정 방지

 

           ㆍ 난자활성화 : 난자 대사율 변화

                     이온변화 : Na 증가 Ca 증가, H유출 신호전달로 이용됨

                     난자 대사변화 : 세포호흡 증가 / 단백질 합성 증가 (전사없이 저장성 mRNA 로 번역)

 

* 포유류 / 척추동물의 수정

           - 젤리층() 대신 투명대 (당단백질)

           - 난자의 수용체 + 결합단백질 종특이적

                  - 정자 기저체(9+0구조) 유입 1st 분열시 중심체 역할 .

           cf ) 바다에 살지 않는 동물 → Na 유입에 의한 빠른다수정 방지기작 없음.

 

* 난할(개구리) : 수정란의 분열 (초기에 G1 없음) , 회색 신월환

           할구 수는 많아지고 크기는 작아짐.

           난자 세포질 내 발생필요물질의 불균등 분열(비대칭성)

           할구의 배열 변화 (2세포기(경할) → 4세포기(경할) → 8세포기(위할) → 살실배 포배 (⊃ 할강)

 

* 난할[iii]

 

연체동물과 포유류는 포배형태로는 나뉘지 않는다.

           - 전할 / 부분할

           - 전할 ⊃ 등할, 부등할

           - 성게ㆍ개구리ㆍ조류 만 포배형태/난황유형으로 나뉜다.

                           포배형태

부분할 조류 (단황란)
전할 부등할 개구리 (중황랸)
등할 성게 (등황란 방사형)
포유류 (등황란 회전형) (내생각)

 

                     난자 유형[iv] : 난황의 양과 분포의 차이에 따른 유형

등황란 (난황적고 균등분포) 성게 (방사형), 연체동물 (나선형), 포유류(회전형)
중황란 (난황중간 불균등분포) 개구리
단황란 (난황많고 불균등분포) 조류

 

* 형태형성 : 포배에서부터 종마다 다른 변화(세포가 움직임) (포배 낭배 신경배)

 

* 포배 낭배(원구함입)

                     (원구 = 선구동물)

                     (원구 = 항문 후구동물 (발생에서 배우는 동물은 모두 후구동물임. ex) 성게, 사람

           → 3배엽 형성 각기관 형성

 

* 3배엽(척추동물)[v]

           - 배엽 : 갑 간ㆍ이자(소화기관) 상피세포(피부상피 외배엽)

                     호흡ㆍ소화ㆍ배설ㆍ생식관의 상피세포

                     소화기관 : 간ㆍ이자 등

                     흉선ㆍ부갑상선ㆍ갑상선

           - 내엽 : 근 골격 순 림 배 생(생식세포 외배엽, 상피세포 내배엽) 진피 부피

                     근육계ㆍ골격

                     순환ㆍ림프계

                     배설ㆍ생식계(생식세포는 외배엽 , 상피세포는 내배엽)

                     피부진피

                     부신피질

           - 배엽 : 신 부 뇌 턱 치아 피부상피 생식세포

                     신경계(⊃부신수질, 뇌하수체)ㆍ감각게

                     피부의 상피와 파생물 ⊃ 땀샘, 모낭

                     턱ㆍ치아

                     생식세포

 

081 [26-1] Chapter24. 동물의 발생 (2) (50)

 

* 성게 (전할 / 등할)

           - 원구함입 : 식물반구 / 식물판 원구함입됨.

           - 3배엽 유래

                     동물반구 외배엽

                     식물반구 내배엽ㆍ중배엽

           - 포배강(=할강)이 사라지지 않는다.

 

* 개구리 (전할 / 부등할)

           - 원구함입 : 식물반구 / 원구배순부 원구합입됨.

           - 3배엽 유래

                     동물반구 외배엽

                     식물반구 내배엽ㆍ중배엽

           - 할강이 줄어들어 거의 없어지고 원장(원구함입되어 생긴 공간)이 생긴다.

 

* 조류 (부분할)

           - 원구함입 : 상배엽 / 원조 원구 함입됨.

           - 3배엽 유래 : 동물반구ㆍ식물반구 개념이 없음.

                     상배엽 외배엽 / 중배엽 / 내배엽

 

* 포유류 (전할 / (등할) / 등황란 회전할)

           - 영양세포층 : 양분제공 / 융모막형성 / 착상

           - 내세포괴 : 배발생

                     원구함입 : 상배엽 / 원조

                     상배엽 외배엽 / 중배엽 / 내배엽

 

* 배외막 형성 양막류 (조류/포유류)

포유류 내세포괴 상배엽 외배엽 양막  
중배엽 요막
혈관
내배엽  
하배엽 난황낭 혈구
영양세포층 융모막
조류   상배엽 외배엽 양막
융모막
 
중배엽 요막
난황낭

내배엽  
하배엽
                   

             기능 : 융모막(기체교환), 양막(양수로 보호), 요막(노폐물저장), 난황낭(난황저장)

 

082 [26-2] Chapter24. 동물의 발생 (3) (47)

 

* (개구리) 기관형성

           - 개구리의 신경배 형성

 

* (개구리) 척삭[vi] : 중배엽이 응축되어 생긴 것 디스크(추간판)가 될 예정임.

           - 척삭에 의한 유도작용

                     중배엽이 응축돼 생긴 척삭에서 shh 분비함 → shh 접촉한 외배엽이 중배엽쪽으로 함입이 됨.

                     척삭이 옆 중배엽 층에 유도물질을 뿌림 중배엽이 두 겹으로 되면서 공간이 생김 체강 / 체절이 생김

 

* (개구리, 조류) 척삭에 의한 신경배 형성[vii]

           - 체절 : 중배엽 마디구조 기관 위치 결정해줌.

           - 체강 : 중배엽이 두 겹으로 분리되어생긴 공간 체벽과 소화관 사이의 공간이 됨.

           - 신경능세포 말초신경ㆍ멜라닌색소ㆍ경골두개골ㆍ치아 (연골두개골은 중배엽) .

           - 신경관 중추신경 됨.

           - 척삭 디스크(추간판) .

           - 축옆 중배엽 (연골)ㆍ골격근ㆍ진피ㆍ내피ㆍ체절

           - 중간 중배엽 비뇨ㆍ생식ㆍ배설

           - 측판 중배엽 순환계ㆍ내장평활근

 

* (조류) 신경배 형성 [viii]

 

* (개구리) 안구형성[ix]

           -안쪽 신경외배엽 / 바깥쪽 상피외배엽

           안쪽의 신경외배엽 안포형성 안배ㆍ안병 형성 (안배 망막됨 // 안병 시신경됨)

           안배의 유도작용 바깥상피외배엽이 수정체가 만들어짐.

           수정체의 유도작용 각막이 생김.

 

  수정 2세포배 4세포배 8세포배 상실배 포배 낭배 신경배 배외막
개구리
(전할/부등할/중황란)
                 
성게
(전할/등할/등황란)
                 
조류
(부분할/  /  )
                 
포유류
(  /  / 등황란)
                 

 

* 세포골격

           - 쐐기모양[x] = 미세섬유 수축 + 미세소관 신장

 

083 [26-3] Chapter24. 동물의 발생 (4) (72)

 

* 운명결정방식

           - 조건부 예정화 by 외부물질 ( A ---------------→(유도신호물질) B )

                     è 위치 이동시 변경됨.

           - 자동적 예정화 by 내부물질 ( C ( ⊃ 유도신호물질 ; 세포질결정인자 (단백질 or mRNA) ) → C )

                     è 자동적 예정화 세포 덕분에 주변까지 운명이 결정됨. 자동적 예정화 세포 없으면 운명 결정 안됨..

 

           - 문제 푸는 방식

                      자동적 예정화로 가정하고 → ② 결과 예측(제시된 결과 보지 말 것!) → ③ 그리고 나서 자료 확인.

                      cf) 제거배양(제거후 남은 것을 배양) or 분리배양(분리한 것을 배양)

 

* 이식배양

           - 문제푸는 방식 : ① 기절정으로 가정하여 → ② 결과 예측함. → ③ 자료확인

 

* 개구리 등배축 결정

           β - 카테닌 (⊂ 세포질 결정인자) = 등분화 유도 , 원구 함입, 척삭 형성, GSK에 의해 분해될 수 있음.

                     정자 진입 (동물반구) → 피층회전 회색신월환 형성(정자진입 반대방향)

                     ② Dsh(회색신월환 생긴쪽에만 존재) → GSK(β카테닌 분해효소) 억제함.

                     ③ GSK ( β카테닌 ) 를 억제하는 Dsh 덕분에 회색신월환쪽에는 β 카테닌이 남아있게 됨. → 등으로 분화됨.

 

 

* 조건부 예정화

           - 사지 형성

                     ㆍ 정단 외배엽 융기 (AER) : 다양한 ___GF(성장인자) 분비 ; 사지싹 신장 촉진

                     ㆍ 극성화 활성대 (ZPA) : shh 등 분비 ; 사지싹 말단(손가락/발가락) 형성 촉진

                                                                                                                       by 거리에 따른 shh의 농도 차이

 

           - 척삭 { by β카테닌 ( Dsh GSK β 카테닌 ) 의 자동적 예정화 } 에 의한 신경배 형성

                     ㆍ 신경배 형성을 하는 척삭을 슈페만 형성체로 부른다.

                     ㆍ 척삭이 형성체로 작용하여 신경배를 형성할 때 shh 등을 분비한다.

 

* 초파리의 전ㆍ후 축 결정 (자동적예정화) → 세포질 결정인자에 의한


* 수정(성게) & 난할(개구리)

 - 수정 (성게) : 첨체반응 피층반응 난자, 활성화

           ㆍ 정자 ⊃ 첨체(가수분해효소가 있는 소낭), 빈딘

           ㆍ 난자 : 수용체 + 젤리층(성계는 젤리층) + 난황막

 

           첨체반응(성게)

                     정자접근 (by 수정소)

                     정자의 첨체가 가수분해효소 분비 난자의 젤리층 분해

                     난자의 수용체 노출

                     정자의 빈딘이 있는 세포막이 신장됨 by 미세섬유, 세포막 변형

                     정자의 빈딘단백질 + 난자의 빈딘수용체가 서로 결합

                     정자 / 난자의 세포막 융합

                     빠른 다수정 방지 기작 → Na 유입 (탈분극)

 

           피층반응(성게)느린 다수정 방지 기작

                     정자 / 난자의 세포막 융합

                     신호전달 : PLC → IP3 → Ca 증가 (from SER)

                                ► Ca 파동의 이동[i] : 이동이 아님

                     과립소낭의 외포촉진 난자막과 난황막 사이의 공간(위란강)[ii]에 피층과립분비

                     피층과립 ⊃ 단백질분해효소 + 점액성 당

                                단백질분해효소 : 빈딘수용체 분해 다수정 방지

                                점액성 당 : 물유입 / 수정막 두께 두꺼워짐. → 다수정 방지

 

           ㆍ 난자활성화 : 난자 대사율 변화

                     이온변화 : Na 증가 Ca 증가, H유출 신호전달로 이용됨

                     난자 대사변화 : 세포호흡 증가 / 단백질 합성 증가 (전사없이 저장성 mRNA 로 번역)

 

* 포유류 / 척추동물의 수정

           - 젤리층() 대신 투명대 (당단백질)

           - 난자의 수용체 + 결합단백질 종특이적

                  - 정자 기저체(9+0구조) 유입 1st 분열시 중심체 역할 .

           cf ) 바다에 살지 않는 동물 → Na 유입에 의한 빠른다수정 방지기작 없음.

 

* 난할(개구리) : 수정란의 분열 (초기에 G1 없음) , 회색 신월환

           할구 수는 많아지고 크기는 작아짐.

           난자 세포질 내 발생필요물질의 불균등 분열(비대칭성)

           할구의 배열 변화 (2세포기(경할) → 4세포기(경할) → 8세포기(위할) → 살실배 포배 (⊃ 할강)

 

* 난할[iii]

 

연체동물과 포유류는 포배형태로는 나뉘지 않는다.

           - 전할 / 부분할

           - 전할 ⊃ 등할, 부등할

           - 성게ㆍ개구리ㆍ조류 만 포배형태/난황유형으로 나뉜다.

                           포배형태

부분할 조류 (단황란)
전할 부등할 개구리 (중황랸)
등할 성게 (등황란 방사형)
포유류 (등황란 회전형) (내생각)

 

                     난자 유형[iv] : 난황의 양과 분포의 차이에 따른 유형

등황란 (난황적고 균등분포) 성게 (방사형), 연체동물 (나선형), 포유류(회전형)
중황란 (난황중간 불균등분포) 개구리
단황란 (난황많고 불균등분포) 조류

 

* 형태형성 : 포배에서부터 종마다 다른 변화(세포가 움직임) (포배 낭배 신경배)

 

* 포배 낭배(원구함입)

                     (원구 = 선구동물)

                     (원구 = 항문 후구동물 (발생에서 배우는 동물은 모두 후구동물임. ex) 성게, 사람

           → 3배엽 형성 각기관 형성

 

* 3배엽(척추동물)[v]

           - 배엽 : 갑 간ㆍ이자(소화기관) 상피세포(피부상피 외배엽)

                     호흡ㆍ소화ㆍ배설ㆍ생식관의 상피세포

                     소화기관 : 간ㆍ이자 등

                     흉선ㆍ부갑상선ㆍ갑상선

           - 내엽 : 근 골격 순 림 배 생(생식세포 외배엽, 상피세포 내배엽) 진피 부피

                     근육계ㆍ골격

                     순환ㆍ림프계

                     배설ㆍ생식계(생식세포는 외배엽 , 상피세포는 내배엽)

                     피부진피

                     부신피질

           - 배엽 : 신 부 뇌 턱 치아 피부상피 생식세포

                     신경계(⊃부신수질, 뇌하수체)ㆍ감각게

                     피부의 상피와 파생물 ⊃ 땀샘, 모낭

                     턱ㆍ치아

                     생식세포

 

081 [26-1] Chapter24. 동물의 발생 (2) (50)

 

* 성게 (전할 / 등할)

           - 원구함입 : 식물반구 / 식물판 원구함입됨.

           - 3배엽 유래

                     동물반구 외배엽

                     식물반구 내배엽ㆍ중배엽

           - 포배강(=할강)이 사라지지 않는다.

 

* 개구리 (전할 / 부등할)

           - 원구함입 : 식물반구 / 원구배순부 원구합입됨.

           - 3배엽 유래

                     동물반구 외배엽

                     식물반구 내배엽ㆍ중배엽

           - 할강이 줄어들어 거의 없어지고 원장(원구함입되어 생긴 공간)이 생긴다.

 

* 조류 (부분할)

           - 원구함입 : 상배엽 / 원조 원구 함입됨.

           - 3배엽 유래 : 동물반구ㆍ식물반구 개념이 없음.

                     상배엽 외배엽 / 중배엽 / 내배엽

 

* 포유류 (전할 / (등할) / 등황란 회전할)

           - 영양세포층 : 양분제공 / 융모막형성 / 착상

           - 내세포괴 : 배발생

                     원구함입 : 상배엽 / 원조

                     상배엽 외배엽 / 중배엽 / 내배엽

 

* 배외막 형성 양막류 (조류/포유류)

포유류 내세포괴 상배엽 외배엽 양막  
중배엽 요막
혈관
내배엽  
하배엽 난황낭 혈구
영양세포층 융모막
조류   상배엽 외배엽 양막
융모막
 
중배엽 요막
난황낭

내배엽  
하배엽
                   

             기능 : 융모막(기체교환), 양막(양수로 보호), 요막(노폐물저장), 난황낭(난황저장)

 

082 [26-2] Chapter24. 동물의 발생 (3) (47)

 

* (개구리) 기관형성

           - 개구리의 신경배 형성

 

* (개구리) 척삭[vi] : 중배엽이 응축되어 생긴 것 디스크(추간판)가 될 예정임.

           - 척삭에 의한 유도작용

                     중배엽이 응축돼 생긴 척삭에서 shh 분비함 → shh 접촉한 외배엽이 중배엽쪽으로 함입이 됨.

                     척삭이 옆 중배엽 층에 유도물질을 뿌림 중배엽이 두 겹으로 되면서 공간이 생김 체강 / 체절이 생김

 

* (개구리, 조류) 척삭에 의한 신경배 형성[vii]

           - 체절 : 중배엽 마디구조 기관 위치 결정해줌.

           - 체강 : 중배엽이 두 겹으로 분리되어생긴 공간 체벽과 소화관 사이의 공간이 됨.

           - 신경능세포 말초신경ㆍ멜라닌색소ㆍ경골두개골ㆍ치아 (연골두개골은 중배엽) .

           - 신경관 중추신경 됨.

           - 척삭 디스크(추간판) .

           - 축옆 중배엽 (연골)ㆍ골격근ㆍ진피ㆍ내피ㆍ체절

           - 중간 중배엽 비뇨ㆍ생식ㆍ배설

           - 측판 중배엽 순환계ㆍ내장평활근

 

* (조류) 신경배 형성 [viii]

 

* (개구리) 안구형성[ix]

           -안쪽 신경외배엽 / 바깥쪽 상피외배엽

           안쪽의 신경외배엽 안포형성 안배ㆍ안병 형성 (안배 망막됨 // 안병 시신경됨)

           안배의 유도작용 바깥상피외배엽이 수정체가 만들어짐.

           수정체의 유도작용 각막이 생김.

 

  수정 2세포배 4세포배 8세포배 상실배 포배 낭배 신경배 배외막
개구리
(전할/부등할/중황란)
                 
성게
(전할/등할/등황란)
                 
조류
(부분할/  /  )
                 
포유류
(  /  / 등황란)
                 

 

* 세포골격

           - 쐐기모양[x] = 미세섬유 수축 + 미세소관 신장

 

083 [26-3] Chapter24. 동물의 발생 (4) (72)

 

* 운명결정방식

           - 조건부 예정화 by 외부물질 ( A ---------------→(유도신호물질) B )

                     è 위치 이동시 변경됨.

           - 자동적 예정화 by 내부물질 ( C ( ⊃ 유도신호물질 ; 세포질결정인자 (단백질 or mRNA) ) → C )

                     è 자동적 예정화 세포 덕분에 주변까지 운명이 결정됨. 자동적 예정화 세포 없으면 운명 결정 안됨..

 

           - 문제 푸는 방식

                      자동적 예정화로 가정하고 → ② 결과 예측(제시된 결과 보지 말 것!) → ③ 그리고 나서 자료 확인.

                      cf) 제거배양(제거후 남은 것을 배양) or 분리배양(분리한 것을 배양)

 

* 이식배양

           - 문제푸는 방식 : ① 기절정으로 가정하여 → ② 결과 예측함. → ③ 자료확인

 

* 개구리 등배축 결정

           β - 카테닌 (⊂ 세포질 결정인자) = 등분화 유도 , 원구 함입, 척삭 형성, GSK에 의해 분해될 수 있음.

                     정자 진입 (동물반구) → 피층회전 회색신월환 형성(정자진입 반대방향)

                     ② Dsh(회색신월환 생긴쪽에만 존재) → GSK(β카테닌 분해효소) 억제함.

                     ③ GSK ( β카테닌 ) 를 억제하는 Dsh 덕분에 회색신월환쪽에는 β 카테닌이 남아있게 됨. → 등으로 분화됨.

 

 

* 조건부 예정화

           - 사지 형성

                     ㆍ 정단 외배엽 융기 (AER) : 다양한 ___GF(성장인자) 분비 ; 사지싹 신장 촉진

                     ㆍ 극성화 활성대 (ZPA) : shh 등 분비 ; 사지싹 말단(손가락/발가락) 형성 촉진

                                                                                                                       by 거리에 따른 shh의 농도 차이

 

           - 척삭 { by β카테닌 ( Dsh GSK β 카테닌 ) 의 자동적 예정화 } 에 의한 신경배 형성

                     ㆍ 신경배 형성을 하는 척삭을 슈페만 형성체로 부른다.

                     ㆍ 척삭이 형성체로 작용하여 신경배를 형성할 때 shh 등을 분비한다.

 

* 초파리의 전ㆍ후 축 결정 (자동적예정화) → 세포질 결정인자에 의한 축결정.
 
 
면역계 기초

* 식세포 작용 : 호중구, 대식세포, 수지상세포 è 내포작용 후 리소좀과 융합하여 분해함.

           - 면역세포

                     ㆍ 호중구 : 식세포 작용

                     ㆍ 호산구 : 다세포성 방어 (독성물질 분비)

                     ㆍ 호염구 : 염증 / 알레르기 반응

                     ㆍ 대식세포 : 식세포 작용 / 항원제시

                     ㆍ 수지상세포 : 식세포 작용 / 항원제시

 

           - 비자가 성분 인식 by TLR 수용체 (패턴인식(비특이적))

                     TLR 4 : 세포막에 위치 ; LPS 인식

                     TLR 5 : 세포막에 위치 ; 플라젤린 (원핵 편모 구성)

                     TLR 3 : 소낭형태로 존재 ; dsRNA 인식

                     TLR 9 : 소낭형태로 존재 ; 메틸화되지 않은 CpG 서열포함 DNA 인식

 

* 항미생물 단백질

           - 인터페론(IFN) : 항바이러스 작용

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