1. 발생, 발달 비교
ㅇ 발생 (development / formation / embryogenesis)
- 수정란 → 개체로 성장하는 초기 과정
. 세포들이 조직,기관,생명체를 형성하는 연속적 변화
ㅇ 발생학 (developmental biology, embryology)
- 생물의 발생과 발달을 연구하는 생물학의 한 분야
. 다세포 생물에서, 배아와 배아 시기 이후의 발생 과정에 대해 연구
ㅇ 발달 (development / growth / maturation)
- 성장과 기능의 성숙 과정
. 신체적,정신적 기능이 성숙해 가는 전반적 변화 과정
. 생리적 성장뿐 아니라 행동,인지,정서적 변화도 포함
ㅇ 발달학 (developmental biology / developmental psychology)
- 생물학적 또는 심리적 발달 연구
2. 생물체의 발생 과정의 구분 셋(3)
ㅇ 생장 (growth) : 몸체가 커지는 것
ㅇ 형태 형성 (morphogenesis) : 형태 및 세포 유형의 위치를 결정하는 것
ㅇ 세포 분화 (cell differentiation) : 동일 유전자를 가진 세포들이 서로 다르게 되어 가는 것
2. 생물체의 발달 과정 : (배 발생 과정)
※ (요약)
- 수정란 → 난할 : 세포 분열(할구 형성), 크기 변화 없음
- 난할 → 포배 : 세포 배열 및 포배강 형성
- 포배 → 낭배 : 세포 이동, 배엽(외배엽, 중배엽, 내배엽) 형성
- 낭배 → 배아 : 조직 및 기관 형성 시작
- 배아 → 생물체 : 형태 확립, 생리적 기능 활성화
ㅇ 수정란 (fertilized ovum), 접합자,접합체 (zygote)
- 수정이 일어나서, 난자와 정자가 합체해 하나가 된 것 (배우자의 합체)
. 양쪽 부모의 유전체 사본을 모두 갖춤
- 모든 세포와 조직은, 단 하나의 수정란이 세포 분열하여 생긴 것임
. 수정란 -> 세포 분열 (2 세포기,4 세포기 등) -> 배아 -> 태아
ㅇ 난할 (cleavage, 卵割)
- 수정란이 세포 분열을 통해 여러 작은 세포(할구, blastomere)들로 나뉘는 초기 단계
. 수정란(접합자)가 공 모양의 세포 덩어리(포배, blastula)로 변화하면서,
. 초기 배 발생 동안 `생장 없이 빠른 세포 분열 만 일어나는 과정`
- 그 다음 포배는, 낭배(囊胚, gastrula) 형성 과정을 통해, 일부 세포들이 배 안쪽으로 들어가,
- 3개의 세포층으로 구성되는 낭배를 형성함
- 배 발생 마지막 단계인, 기관 형성 단계에서,
- 국지적인 세포의 모양 변화, 세포 위치의 재조정 등이 일어남
ㅇ 포배 (blastula, 胞胚)
- 수정란이 분열을 거듭하며, 세포 덩어리에서 속이 빈 공 모양의 구조
. 통상, 가운데에 액체가 들어간 몇백개의 세포 덩어리
. 대략, 수정 후 약 5~6일 정도에 형성
. 이 시점에서는, 외 세포 덩이, 내 세포 덩이로 구분됨
.. 내 세포 덩이는, 나중에 배아로 발달할 부분이고,
.. 외 세포 덩이는, 태반을 형성하게 됨
- 세포 간 상호작용 및 낭배로의 발달 단계
ㅇ 낭배 (Gastrula, 囊胚)
- 포배 단계 이후, 세포들이 재배열되면서, 3개의 배엽(외배엽, 중배엽, 내배엽)이 형성되는 단계
. 원구(원시입, blastopore)가 형성되어 세포들이 내부로 이동함
. 세포 이동 과정을 통해 배엽이 형성됨
.. 외배엽 (Ectoderm) : 피부, 신경계 형성
.. 중배엽 (Mesoderm) : 근육, 골격, 순환계 형성
.. 내배엽 (Endoderm) : 소화기계, 호흡기계, 갑상샘 형성
. 배아의 축이 설정됨 (앞/뒤, 좌/우, 상/하)
- 조직과 기관의 배치 기초 설정 단계
ㅇ 배아 (embryo, 胚芽)
- 수정란 세포분열 시작부터 하나의 완전한 개체가 되기 전까지의, 발생 초기 단계
. 대략, 수정 후 약 2주 차부터 시작하여 8주 차까지의 초기 발달 단계
- 낭배 단계 이후, 조직과 기관으로 분화하여,
. 본격적으로 생물체로 발달하기 시작하는 단계
※ [참고] 3가지 기본 배엽 (삼배엽 : 외배엽,내배엽,중배엽)
- 배엽 (germ layer) : 다세포 동물의 발생 초기 배아 발생 중에 형성되는 세포의 층 또는 막
. 장래 특정 조직(기관)을 만들어내는 세포 층
. 인체 발생 3주만에 3개 배엽으로 나뉨
- 외배엽 (ectoderm) : 상피세포(피부,손톱 등),눈,코,입,뇌,척수 등을 형성
- 내배엽 (endoderm) : 폐,간,췌장 등 호흡 및 소화기관으로 분화
- 중배엽 (mesoderm) : 근육,순환계통,비뇨계통,생식계통으로 발생
3. 신경관 (neural tube, 神經管) 발달 과정
ㅇ 척삭동물과 척추동물의 발생과정 초기에, 외배엽에서 유래하는 관상 구조
- 수정 후 18일 경 외배엽에서 신경관 형성이 시작,
- 20주 경 신경관으로부터, 중추신경계(뇌,척수)의 기본 구조가 만들어짐
ㅇ 신경관 형성 (neurulation) 과정
- 외배엽 일부가 두꺼워져, 신경판(neural plate)을 형성
- 신경판이 말려 올라가면서, 신경구(neural groove)가 형성
- 신경판의 가장자리(신경릉)가 결합하여, 신경관이 만들어짐
- 이후 신경관은, 중추신경계(뇌와 척수)로 분화됨
. 신경관의 머리쪽 끝이 팽창하여,
. 전뇌(prosencephalon), 중뇌(mesencephalon), 후뇌(rhombencephalon)로 분화
.. 태아가, 네발 동물과 비슷하여, 전-중-후라 하고,
.. 후에, 직립보행으로, 상-중-하로 위치관계 바뀜
. 전뇌 → 대뇌반구와 간뇌로 발전
. 중뇌 → 성체에서도 중뇌로 유지
. 후뇌 → 소뇌와 연수로 분화
- 신경관의 꼬리쪽은 척수로 분화
ㅇ 신경관 폐쇄 과정
- 신경관의 머리쪽(앞쪽 신경구멍)과 꼬리쪽(뒤쪽 신경구멍)이 점차 폐쇄됨
- 한편, 신경관의 결함은, 무뇌증, 이분척추와 같은 질환 유발 가능
4. [참고사항]
ㅇ 기본 조직의 분화
- 조직 발생과정에서, 상피조직,결합조직,근육조직,신경조직 등 4가지 기본 조직으로 분화
ㅇ 발생 가소성 (development plasticity)
- 국부적인 환경 변화에 따라 형태가 달라지는 능력