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태아의 발생

1. 전배단계(pre-embryonic stage)

• 수정~2주

• 수정된 난자의 분열 또는 접합자를 포함하여 이들이 자궁을 향하여 여성의 나팔관을 따라

이동하고 , 자궁벽에 난자의 착상과 층으로 접히는 과정 단계

2. 배단계(embryonic stage)

• 3주~8주

• 배발생의 중요한 기간으로 3개 층으로 세포들이 성장하여 분화되고, 신체의 각 기관들이 형

성하도록 상호작용함

• 배를 지탱하는 태반, 탯줄, 외배막 형성

3. 태아기(fetal period)

• 9주~38주

• 기관들은 기능을 갖고 서로 협동하는 기관계를 형성하고 빠르게 성장

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발생단계

1. 전배단계 (수정~2주)

1. 수정(fertilization)

2. 난할(cleavage)

3. 착상(implantation)

4. 낭배형성(gasturlation)

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1-1. 수정

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[난자형성 완성] 정자가 2차 난모세포막을 관통하면 난모세포는 2단계 감수분열 중기에 중지되어있던 분열을 진행하여 난자 형성을 완성된다.

[수정의 순간] 여성의 나팔관을 향해 출발할 때는 수억에 달하던 정자는 난자와 만날 즈음이 되면 200개 수준으로 줄어든다. 남성의 저아는 여성의 질 안에서 3일간 생존할 수 있으며, 여성 배란 후 12~24시간 안에 수정되어야 한다. 높은 경쟁률을 뚫고 살아서 도착한 ‘정자’들에게도 수정을 위해 뚫어야 할 2개의 장벽이 앞에 놓여있다.

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하나의 정자가 난자에 유입되는 시간을 순서대로 모식화( 화살표 방향대로 시간이 경과) • 그림에서 접합된 세포막은 정자의 효소 활동으로 인해 난자의 세포막과 정자의 세포막이 융합된 것을 보여주고 있음 • 투명대를 뚫고 들어온 정자는 모두 수정에 참여시키기 때문에 만약, 난자 하나에 정자가 두 개 결합되어 염색체 수가

정상인의 1.5배(난자나 정자에 비해서는 3배)에 달하는 배아가 만들어지게 된다. 이런 경우를 삼배수체증(triploid conception)이라 하는데, 이들 대부분은 심각한 이상을 일으켜 유산되는 경우가 많고 극히 드물게 출산까지 이어진다고 하더라도 생존하지는 못하는 것으로 알려져 있다.

• 투명대: 젤리막+ 난황막

• 난황주위강: 난자와 난황막

사이의 공간

• 피질과립: 정자가 난자 내

침입 시 일시적으로 방출되

는 물질로 추가적인 정자 침

입을 방지하는 역할을 하는

물질

• 액틴 단백질: 정자 운동에

관여하는 물질

• 첨체 반응: 정자 머리 속의

첨체과립 내 효소가 나와 난

막을 녹이는 반응

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① 부챗살관 관통

☞ 정자는 머리의 끝 부위인 첨체에서 히알루론산 분해효소(hyaluronidase)를 분비해 조금씩 길을 뚫기 시

작

☞ 난자는 자궁관점액효소(tubal mucosal enzyme)를 분비해 정자가 분비하는 히알루론산 분해효소의 작

용을 촉진시켜 정자가 부챗살관을 뚫는 것을 돕는다.

☞ 정자는 프로펠러의 역할을 하는 꼬리를 힘차게 움직여 정자가 부챗살관을 통과하는 데 매우 중요한 역

할을 담당

② 투명대 관통

☞ 정자의 첨체는 단백질 분해효소인 에스트라제(에스트라아제, estrase), 뉴라미니다아제(neuraminidase),

아크로신(acrosin) 등의 다양한 효소를 분비해 끈질기게 투명대를 공격

☞ 정자의 끈질긴 효소 공격으로 인해 틈이 벌어지면, 정자는 이를 놓치지 않고 재빨리 그 틈으로 자신을

밀어 넣는다.

☞ 투명대 반응(zona reaction ): 최초의 정자가 투명대를 통과하는 순간, 투명대는 순식간에 물리적 특성이

변화되어 이 후부터는 어떠한 정자도 투명대를 뚫을 수 없게 된다.

③ 핵융합

☞ 이런 과정을 모두 거치고 서로의 핵이 합쳐져 수정이 완성된다. 수정은 끝이 아니라 새로운 시작

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③ 핵융합

☞ 정자의 침투가 일어난 이후 12시간이 지나면 난자의 핵막이 사라지고 2개의 새로운 염색체 쌍이

섞이게 되고 핵이 합쳐져 접합자(zygote) 가 형성되면 수정이 완성된다.(여성의 나팔관)

제1.2극체

정자전핵

난자 전핵 난자전핵 복제

정자전핵 복제

극체

중심 소립 극체

중심 소립

a b c d

a. 정자가 난자에 들어가면 정자의 전핵이 난자의 전핵에 접근

b. 각각의 23개의 염색체가 만남

c. 23개의 염색체가 쌍을 이룸(접합자 형성), 방추사가 중앙에 배열한 염색체와 결합, 극체이동

d. 새로운 개체의 첫 세포가 생겨남. 체세포 생애 첫 제1분열의 시작

2. 난할

• 난할의 시작: 수정 후 30시간이 지나면, 난할이라

불리는 빠른 세포분열 시작. 새로운 세포 할구형성

• 상실배: 난할이 계속되어 16세포 그 이상의 세포들

로 구성된 견고한 구형태로 크기는 수정란 정도

• 포배낭: 3~6일이 지나면 상실배는 나팔관에서 내

려와 자궁에 도착. 세포들 속은 비어있고 내부는

자궁으로부터 스며들어온 액체로 채워져 주머니모

양의 포배낭이 됨

☞ 조영양세포층: 할구들 중 융모막 혹은 장막

(chorion)이라 불리는 막으로 발달되며 이것은

태아로 산소와 영양분을 보내고 노폐물을 제거

하는 기관인 태반에 주요한 부위가 된다.

☞ 내세포층: 포배낭 내부에 있는 할구덩어리로

배를 지지하는 배외막으로 발달할 부위

☞ 포배낭강: 액체로 채워진 중앙부위

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할구

상실배

조영양세포층

초기포배낭 말기포배낭

포배낭강

내세포층

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난할∙ 착상

상실기

2차난모세포

3. 착상

• 착상: 5~7일 사이에 포배낭은 자궁의 내면 또는 자궁내막(endometrium)에 부착(a)

☞ 포배낭 안의 내세포 층은 자궁내막 쪽에 위치

☞ 조양세포층에 의해 생산된 소화효소는 자국내면의 바깥 상피층을 분해시키고 포배낭 주위의 혈관이 파괴

되어 영양분이 풍부한 혈액 속으로 잠긴다. 이와 같이 포배낭이 자궁내면 속으로 덮이는 것을 착상이라함

• 영양세포층: 두꺼워지며 손가락 모양의 돌기로 되어 착상하려는 부위 속으로 파고 든다. (b)이들 돌기들은 융

모막의 내부로 발달한다. 융모막성선자극호르몬(hCG)을 분비하여 생리를 멈추게 한다. 이것은 생리로 인하여

새로운 개체가 자궁벽에서 제거되는 것을 방지한다. 10주동안 hCG를 생산한다.(hCG는 임신진단검사 시 검출)

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a b

4. 낭배형성

• 태아발생 2주 동안 포배낭은 착상을 완료하고 내세포 층이 평평해져서 배반(embryonic disc)를 형성

• 낭배형성: 포배기 이후 각 할구는 세포분열 속도가 현저하게 떨어지는 대신에 재배열되어 위치가 변화

하고, 그 결과 배아는 각 기관을 생성하는 세포군으로 이루어진 외배엽, 내배엽, 중배엽 순으로 분화하

여 3층의 배층구조를 갖는 낭배(원배)가 형성됨

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배반(embryonic disc)

쌍둥이 생성 원리

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a. 쌍둥이의 1/3은 조영양세포층이 형성되기 전(5일이 지난 후)에 두 세포로 분열되는 경우. (양막과 융모막을 갖음)

b. 1% 가량은 양막과 융모막을 공유하는데 이 구조가 이미 형성된 후에 분리된 경우

c. 쌍둥이의 2/3은 5~9일 사이에 분리가 일어남.이 경우에는 융모막은 공유하나 양막은 따로 가지고 있다. 이란성 쌍둥이는 2개의 정자가 2개의 지2난모세포와 수정될 때 일어난다. 이경우 자신의 양막가으 난황강, 요막, 태반, 탯줄을 가진다. 이란성 쌍둥이는 유전성이다. 쌍둥이 임신의 55% 가량이 태어나기 전에 1명이 죽는다. 대부분의 부모는 태어난 아기가 쌍둥이의 하나였다는 사실조차 알지 못한다.