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논문 기본 정보

자료유형
학술저널
저자정보
이규배 (조선대학교)
저널정보
한국생명과학회 생명과학회지 생명과학회지 제27권 제1호
발행연도
2017.1
수록면
100 - 121 (22page)

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이 논문은 다세포 녹색식물의 조상으로 생각되는 단세포인 수염녹두말속(Chlamydomonas) 녹조의 복잡한 유성생식 과정을 종합적으로 이해하기 위해서 기술되었다. 모델생물로 알려진 클래미도모나스 레인하르티(Chlamydomonas reinhardtii)의 유성생식 생활사는 배우자발생, 배우자 활성화, 세포융합, 접합자 성숙, 감수분열과 발아 등의 다섯 시기로 구별된다. 배우자발생은 서식지에서 질소가 결핍되어 시작된다. 그 결과, 교배형 유전자자리(MT⁺ 또는 MT⁻)에 의해 조절된 두 가지 교배형(mt⁺ 및 mt⁻)의 배우자들이 발생된다. 유성생식을 위한 두 번째 자극원인 청색광이 교배능력을 갖고 있지 않는 예비배우자 세포에 조사되면 교배능력을 가진 배우자로 분화된다. 배우자발생의 초기에, 두 배우자 세포들은 응집소(agglutin) 분자들을 합성한다. 즉, mt⁺ 응집소 및 mt⁻ 응집소는 상염색체에 있는 성응집(SAG1) 및 성접착(SAD1) 유전자들이 발현되어 각각 합성된다. 응집소들에 의해서 두 배우자 세포들의 편모가 접착되면 cAMP가 신호전달 경로를 작동시켜서 편모의 끝 부부을 활성화시킨다. cAMP의 신호에 반응하여 두 배우자들의 세포벽이 벗겨지고 2개의 편모 사이에서 각각의 교배구조(mating structure)가 발달한다. 교배구조의 원형질막에는 mt⁺ 및 mt⁻ 배우자-특이 융합 단백질인 Fus1 및 Hap2/Gcs1이 있다. 이 단백질들의 상호작용으로 두 교배구조가 접촉되면, 두 배우자 사이에 세포질이 연결되어 수정세관(fertilization tubule)이 발달한다. mt⁺ 및 mt⁻ 배우자들의 핵과 엽록체가 융합되면 2배체의 접합자가 형성된다. 그 후 배우자들의 특성은 사라지며 융합단백질들(Fus1 및 Hap2)이 분해되고 접합자-특이(zygote-specific) 유전자들이 활성화 된다. 접합자는 24시간에 걸쳐 두꺼운 세포벽을 가진 접합포자(zygospore)로 발달한다. 어린 접합자에서 교배 후 60분 이내에 mt⁻ 엽록체 DNA와 mt⁺ 미토콘드리아 DNA가 선택적으로 제거된다. 따라서 이 두 소기관들은 각각 mt－ 미토콘드리아 DNA와 mt⁺ 엽록체 DNA만 남아서 단친유전(uniparental inheritance)이 이루어진다. 적당한 조건이 되면 접합포자가 감수분열과 발아 과정을 거쳐 반수체 영양세포가 방출되어 새로운 세대가 다시 시작된다.
#Chlamydomonas #fertilization tubule #mating structure #sexual reproduction #uniparental inheritance

목차

서론
수염녹두말속 녹조의 특징
수염녹두말속 녹조의 생활사
유성생식
유성생식의 주요 단계
배우자발생
성의 분화
배우자 활성화
편모접착과 응집소 합성
응집소를 편모 끝으로 보내기
편모 끝의 활성화
교배구조의 활성화
세포융합
mt⁺ 배우자의 융합단백질
mt⁻ 배우자의 융합단백질
다수정 방지 기작
접합자 형성
접합자 발달 프로그램
미토콘드리아 및 엽록체의 단친유전
접합자의 발아
References
초록

참고문헌 (157)

참고문헌 신청
Abedin, M. and King, N. 2010. Diverse evolutionary paths to cell adhesion. Trends Cell Biol. 20, 734-742. Adair, W. S., Hwang, C. J. and Goodenough, U. W. 1983. Identification and visualization of the sexual agglutinin from the mating-type plus flagellar membrane of Chlamydomonas. Cell 33, 83-193. Adair, W. S., Monk, B. C., Cohen, R., Hwang, C. and Goodenough, U. W. 1982. Sexual agglutinins from the Chlamydomonas flagellar membrane: Partial purification and characterization. J. Biol. Chem. 257, 4593-4602. Adair,W. S., Steinmetz, S. A., Mattson, D. M., Goodenough, U. W. and Heuser, J. E. 1987. Nucleated assembly of Chlamydomonas and Volvox cell walls. J. Cell Biol. 105, 2373- 2382. Adams, M. W., Huang, B. and Luck, D. J. L. 1982. Temperature- sensitive, assembly-defective flagella mutants of Chlamydomonas reinhardtli. Genetics 100, 579-586.

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