난자
1. 개요
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卵子 / Egg cell, ovum(학술용어), ova(복수형)
많은 동물의 암컷이 가진 생식세포. 정자보다 비교가 안 될 정도로 크다. 하지만 이건 그리 신기하지 않은 것이, 난생을 하는 동물이 낳는 알이 난자를 단단하게 포장(...)한 것이기 때문. 참고로 지구 상에서 가장 크기가 큰 난자는 고래상어알이다. 비단 난자 중에서뿐만 아니라 모든 세포 중 가장 크다. 공룡알이나 코끼리새 알은 더 크지만 그런 건 이제 지구상에서 사라졌다.
포유류의 난자는 정자보다 약간만 커도 되는데 알은 정자보다 훨씬 더 크다. 포유류는 탯줄을 통해 영양분을 받으니까 난자를 통해 영양분을 받지 않아도 되기 때문.
계란의 노른자 모양으로 생겼으며[1], 총 크기는 약 200㎛, 즉 0.2mm로 인간의 세포 중 가장 크다. 좀 가는 샤프심의 굵기가 0.3mm이니, 인간의 눈으로도 보는 게 가능한 수준인 셈이다. 그렇다고 잘 보이는 건 아니고, 잘 보이는 것이라면 크기가 1mm정도는 넘어야 한다. 간신히 보이는 정도다.
난자를 좀 더 구체적으로 나눠보면 난자의 정가운데 핵이 존재하고 핵을 중심으로 여러 소기관(세포질, 세포막, 난황막, 투명대, 방사관 등)이 붙어 있다.
난자의 핵에는 모계 유전정보가 함유되어있다. 난자의 핵을 감싸고 있는 물질이 세포질인데 난황이 축적되어 있으며 이 안에 미토콘드리아가 밀집되어 있다. 염색체 DNA는 양계유전이지만 미토콘드리아 DNA는 난자에 압도적으로 많고, 부계는 사멸하여 모계유전한다. 세포질은 세포막으로 보호받고 있는데 이 세포막은 수정 시 정자의 세포막과 융합이 된다. 세포막을 톱니처럼 둘러싸고 있는 것이 난황막인데 수정 시 수정막을 형성하여 다른 정자가 수정하지 못하도록 막는 역할을 한다. 난황막을 젤리처럼 부드럽게 둘러싸고 있는 층은 투명대라고 불리는데 젤리가 보통 투명한 색이기 때문에 이렇게 불렸다고 한다. 난자 및 초기 배아를 보호하는 역할을 한다. 마지막으로 난자 주변에 난포세포가 형성되어 있는데 이것을 방사관이라고 부른다.
사춘기 이후 생산되기 시작되는 정자와 달리 난자는 태어나기도 전인 태아 때부터 만들어진다. 완성된 난자는 아니고 훗날 난자로 자랄 수 있는 세포들인데 난모세포라고 하며, 태아 4개월째인 14주 때부터 원시난자가 생기기 시작해 700만 개, 태어날 때는 200만 개, 10대 초반 사춘기를 시작할 쯤엔 30~40만 개로 줄어든다. 즉 대부분의 난자는 난포에서 더 성장하지 못한다. 그나마도 난자로 배란되는 것은 평생 400개 정도이다. 한 번에 수억 개 생산되는 정자와 달리 난자의 배란은 한 달에 1개만 되기 때문이다.[2] 난모세포가 있더라도 나이가 중년이 넘어가거나 건강이 나쁘거나 스트레스가 강한 상황이면 배란하지 않는다.
난자만으로 쥐를 태어나게 하는 데 성공했다. 보통 쥐보다 더 작고 번식이 가능했다고 한다.
정자는 5일 정도 살지만 난자의 생식능력은 반나절에서 하루 정도 정도이며 이 기간 동안 수정이 안 되면 수정란을 위해 준비되어 있던 자궁내막과 함께 배출된다. 이것이 월경이다. 그리고 난자가 더 이상 나오질 않는 것을 폐경이라고 한다.
정자를 만드는 정모세포는 균등 분열을 해, 하나의 정모세포가 4개의 정자를 만든다. 하지만 난모세포는 불균등 분열을 하기 때문에 하나의 난모세포가 하나의 난자와 3개의 극체(Polar body)를 만든다.
난자를 이용해 여러 연구가 진행 중이다. 줄기세포 등 생명공학 분야의 여러 연구에서 난자의 체외성숙(IVM)과 체외배양(IVC) 등이 필요하기 때문이다.
2. 배란
인간 여성의 배란 준비는 월경 약 85일 전부터 시작된다. 난포들은 다 된 FSH를 통해 성숙하게 된다. 흥미로운 것은 성장이 빠른 난포는 여성호르몬을 생산해 자신의 성장을 촉진하고, 다른 경쟁 난포의 성장을 저해하게 하기 위해 FSH를 억제한다. 이렇게 경쟁에서 살아남은 난자 한개가 한달에 한번씩 배란된다.
배란은 크게 두 종류로 나뉠 수 있다.
- 자연배란 : 인간을 포함한 대부분의 동물은 난포가 일정한 크기로 성숙하면 특정의 자극이 없이도 자연적으로 파열 배란한다.
- 교미배란 : 난소의 여포(濾胞)가 발육 · 성숙해도 이것이 파열 배란되기 위해서는 교미 또는 특정한 자극 호르몬의 주사 등이 필요한 동물이다. 집토끼 · 페리트 · 밍크 등이 이에 속한다. 배란시기는 교미 후, 집토끼는 약 10시간, 고양이는 25~30시간, 페리트는 약 30시간, 밍크는 36~50시간 가량이다.
2.1. 배란통
배란통이란 가임기 여성이 배란기(생리 시작 2주 전)에 복통을 느끼는 것을 말한다. 복통은 보통 심하지 않고 오른쪽 또는 왼쪽 중 한 쪽만 아픈 경우가 많으며 대부분은 몇 시간 안에 통증이 사라지나 길게는 2~3일간 복부에 불편감이 지속되기도 한다. 어떤 경우에는 심하지 않은 오심, 소량의 질 출혈 및 두통을 경험하며, 가임기 여성의 20%가 배란통을 매달 경험한다. 월경통과는 다르지만 통증을 느낀다는 점에서 비슷하고 월경통의 강도가 배란통보다 더 강하다.