세포 분열에서 G1기에서 G2기로 갈 때 세포 수 감소하는 이유가 무엇인가요?
문제집을 풀다보면 x축이 염색체 수이고, Y축이 세포수인 그래프가 많이 나오는데 늘 G1기에서 G2기로 갈 때 세포 수가 감소되더라구요!! 그 점이 궁금해서 질문 남깁니다!
안녕하세요.
세포주기는 G1기, S기(합성기), G2기, M기(분열기)로 구성되어 있으며, 이 각 단계에서 세포는 정확한 분열과 복제를 위해 여러 검사점(checkpoint)을 통과해야 합니다. 세포 분열 과정에서 G1기에서 G2기로 넘어갈 때 세포 수가 감소하는 것을 관찰하게 되는 것은 이러한 세포 주기의 체크포인트 때문일 수 있습니다.
G1기는 세포가 분열을 준비하는 초기 단계로, 이 기간 동안 세포는 성장하고 필요한 단백질과 RNA를 생산합니다. 이후 세포는 S기로 진입하여 DNA가 복제됩니다. G1/S 체크포인트에서 세포는 DNA 손상이 있는지, 세포가 분열에 필요한 충분한 크기와 자원을 갖추었는지 등을 검사합니다. 이 체크 포인트에서 문제가 발견되면 세포주기가 중단되고, 이로 인해 세포 분열이 지연되거나 세포 사멸로 이어질 수 있습니다.
G2기는 S기에서 복제된 DNA가 M기로 넘어가기 전에 최종 검사를 받는 단계입니다. G2/M 체크포인트에서는 DNA의 복제가 완료되었는지와 DNA 손상 여부를 다시 한번 확인하며, 문제가 있을 경우 세포 분열이 지연되거나 세포가 사멸할 수 있습니다.세포 주기에서 G1기에서 G2기로 갈 때 세포 수가 감소하는 이유는 세포 주기 그래프가 한 시점에서 세포의 상태를 반영하기 때문입니다. G1기에서 G2기로 진행하면서 일부 세포는 S기를 거쳐 DNA 복제를 완료하고, G2기로 진입하지만, 나머지는 여전히 G1기에 머무르거나 다른 이유로 주기를 벗어날 수 있습니다. 따라서 G2기에 해당하는 세포 비율이 상대적으로 적어 보이는 것이며, 실제 세포가 감소하는 것은 아닙니다.
G1기에서 G2기로 넘어가는 과정에서 세포 수가 감소하는 것은 일반적인 세포 분열 과정에서는 일어나지 않는 현상입니다. 그렇다보니 문제집에 제시된 그래프가 어떤 특정 조건이나 상황을 가정한 것이 아닌가 싶습니다.
일반적인 세포 분열 과정을 보면 G1기는 세포가 성장하고 DNA 복제를 위한 준비를 하는 시기이며 S기는 DNA가 복제되는 시기입니다. 염색체 수가 2배로 증가합니다. 그리고 G2기에는 DNA 복제 후 세포 분열을 위한 준비를 하는 시기이며 M기는 세포가 두 개로 나뉘는 시기로 세포 수가 2배로 증가합니다.
따라서, 일반적인 세포 분열 과정에서는 G1기에서 G2기로 넘어가면서 세포 수가 감소하는 것이 아니라 오히려 S기에서 DNA가 복제되고 M기에서 세포가 분열되어 세포 수가 증가합니다.
만일 문제집의 그래프에서 G1기에서 G2기로 넘어가면서 세포 수가 감소하는 현상이 나타난다면, 어떤 물질을 처리하거나 특정 환경 조건에서 세포가 죽거나 분열을 멈추도록 유도하는 실험이 진행되었을 수 있습니다. 또는 실험에 사용된 세포들이 모두 동일한 시점에 세포 주기를 진행하도록 조작되었을 수 있습니다. 이 경우, G1기에서 G2기로 넘어가는 과정에서 일부 세포들이 죽거나 분열하지 않아 세포 수가 감소하는 것처럼 보일 수 있죠.