그러나 우리에게는 한 하나님 곧 아버지가 계시니 만물이 그에게서 났고 우리도 그를 위하며 또한 한 주 예수 그리스도께서 계시니 만물이 그로 말미암고 우리도 그로 말미암았느니라 [고린도전서 8:6]
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[창조의 신비⑩·끝] 수정된 난자의 활성화 과정
 정계헌
이학박사 (동물학)
순천향대학교 생명과학부 명예교수
전 한국창조과학회 회장(4대)

 

   수정이란 새로운 한 생명체로 발생해 갈 접합자를 만들기 위해 정자와 난자가 합쳐지는 것을 말한다. 수정의 중요한 의미가 있다. 첫째, 정자와 난자가 각각 반수(n)의 염색체만 가지고 있다가 수정이 됨으로써 본래의 수(배수체:2n)를 가지게 된다. 둘째, 암·수 양성의 혼합으로 양친이 각각 가지고 있던 유전형질의 복합체를 이룬다. 셋째, 태어날 새로운 개체의 성이 결정된다. 넷째, 난자의 활성화 즉, 배란 발생 과정을 밟기 시작한다.

수정을 위해 난소에서 배란된 난자는 보통 완전히 성숙한 난자라고 생각하기가 쉽다. 그러나 실제에 있어 동물들의 배란 및 수정시의 난자의 성숙정도는 많이 다르다.

성숙일차 난모세포일 때(개,여우), 1차감수분열 전기일 때(많은 곤충), 2차감수분열 중기일 때(사람,포유동물) 및 성숙한 난자일 때(말미잘,성게) 등으로 분류된다. 갯지렁이 같은 경우는 종에 따라 배란 및 수정되는 시기가 다르다. 한 종이 이러기도 하고 저러기도 하는 예는 없다. 이 현상들로는 원시적인 종과 진화한 종간의 차이점을 무엇을 기준으로 설명해야 하는지 알 수가 없다. 성숙한 난자일 때 배란되고 수정되는 성게가 가장 고등한 동물이라고 말하기는 아무래도 어색하기 때문이다. 한 생명을 탄생시킬 기본 영양분을 갖추고 있는 난자에게 정자가 다가와 그 표면에 닿는 순간부터 난자에게서 일어나는 일련의 사건들은 우리의 상상을 초월하는 정연함과 긴박감을 보여준다. 정자가 난자의 표면에 와서 닿으면 그 부위의 투명한 난자의 세포질은 출렁이듯 솟아오르는데, 이를 수정돌기라고 한다. 이 돌기 내로 정자는 빨려 들어가듯 서서히 이동하여 난자의 세포질 내로 들어가게 된다. 수정돌기를 만드는 일은 현미경으로 관찰할 때 확인이 되므로 외적인 반응이라고 볼 수 있다.

미수정난은 일반적으로 난자 원형질막의 내부가 밖의 전위보다 낮은 전하를 띠는데, 실제로 보면 음전하를 띠고 있다.그러다가 정자가 난자의 표면에 닿으면 불과 2∼3초 이내에 탈분극현상이 일어나 난자의 원형질막 내부의 전위가 급상승하여 중성(±)이나 양성(+)의 전위로 바뀌게 된다. 이는 난자 밖으로부터 나트륨 이온(Na+)이 난자 내로 들어온 결과이며, 제2의 정자침입을 막기 위한 긴급조치로 취해진 것이다.

이렇게 정자의 침입과 동시에 난자원형질막 내의 전위를 변경시키는 현상을 수정전위(fertilization potential)형성이라고 한다. 실례로 성게의 미수정난의 수정 전 원형질막 전위는 -70mV 이다가 수정 직후 +10mV로 바뀌며, 개구리는 수정 전 -28 mV 이다가 수정 후 +8mV로 바뀌는 것이 실험적으로 확인되었다.

성게의 경우 수정 후 30초 이내에 난자와 정자의 막이 융합하고, 30초가 되면 난자의 세포질 내에 칼슘이온(Ca2+)이 나타나는데, 이것은 난자세포질 내의 소포체가 내놓는 것이다. 30∼60초 사이에 난자의 세포질 중 가장자리(피질) 쪽에 있던 피질과립(cortical granule)이 터진다. 이것은 칼슘이온 때문이다. 피질과립들이 터지면서 속에 가지고 있던 내용물들 즉, 효소복합체들과 점액다당류와 구조단백질들을 방출하는데 이들의 역할이 너무도 놀랍기만 하다.

효소 중 하나는 난자 원형질막의 정자수용기를 변경시킨다. 그래서 이미 수정된 정자 보다 늦게 난자표면에 붙어 있던 정자들이 떨어져 나가게 된다. 또 다른 효소는 난황막과 원형질막이 함께 붙어 있도록 하는 결합단백질을 파괴하여 두 막이 분리되도록 한다. 이래서 두 막 사이에 형성된 공간(위란강)에 피질과립이 낸 점액다당류가 난황막의 투과성을 변경시켜 밖으로부터 물이 많이 들어오게 함으로써 두 막은 더 잘 분리되고 위란강은 커지게 된다. 이럴 때 역시 피질과립이 낸 구조단백질 중 하나는 원형질과 분리된 난황막의 안쪽에 가서 달라붙어 막을 두껍게 만든다.

수정 후 60초가 지나 두꺼워진 이 난황막을 수정막(fertilization membrane)이라고 부른다. 이 수정막이 완성되면 어떤 정자도 이 수정막을 뚫고 안으로 침입할 수 없게 되므로 다정수정을 영구적으로 막게 된다. 이렇게 되면 수정전위는 수정되기 전의 상태로 되돌아가 난자의 원형질막 내부의 전위가 다시 음전하(-)를 띠게 된다. 구조단백질 중의 다른 하나는 초자막을 만들어 난자의 원형질막을 둘러싼다. 이 막은 수정 후 85∼95분 경부터 계속 진행될 난할과정에서 수많은 할구가 서로 떨어져 흐트러지지 않도록 붙들어주는 포장지 역할을 하게 된다.

최초의 정자가 난자의 표면에 접촉한지 불과 60초 사이에 진행되는 이 철저한 과정은 관찰자들을 아연하게 만든다. 수정한 지 1분 경부터 난자는 호흡이 증가하여 산소 소모량이 증가한다. 생명활동이 시작되었다는 신호다.1∼2분 사이에는 정자가 난자의 세포질 안으로 들어가며, 난자의 원형질막에 있는 나트륨이 수소이온 교환펌프를 가동해 나트륨이온은 들어오고, 수소이온은 밖으로 나가게 된다.

이 결과 난자의 세포질은 약간 알칼리화 되는데, 난세포질의 알칼리화 자체가 바로 난자의 활성화다. 즉 난자는 비로소 새로운 효소와 단백질을 합성할 조건을 갖추어 새로운 생명체를 만들기 시작하는 순간인 것이다. 차례차례 순서를 밟아가는 약 5분 동안 모든 것이 초 단위의 숨가쁜 변화를 보인다.

이 과정이 과연 시행착오의 결과로 현재의 그 정교함에 이르렀을까.어느 유전자 스스로 알아서 행한 것인가. 그 많은 유전자들은 저희들 스스로 만들어진 것인가. 이러한 의문은 과학이 풀어주지 못한다. 오묘한 프로그램을 작성하고, 운행을 명령한 창조자 하나님의 작품이다. 인간은 그분의 솜씨를 진화로 설명하는 오류를 범하고 있다.


/정계헌<순천향대 교수>

*한국창조과학회 자료실/창조의 신비/생명의 신비

   http://www.kacr.or.kr/library/listview.asp?category=A01

 

*한국창조과학회 자료실/창조의 신비/동물의 신비

   http://www.kacr.or.kr/library/listview.asp?category=A03

 

*한국창조과학회 자료실/창조의 신비/식물의 신비에 있는 자료들을 참조하세요

   http://www.kacr.or.kr/library/listview.asp?category=A02

 


출처 : 국민일보
 
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