첨체반응

첨체반응 

첨체반응(acrosome reaction, 尖體反應)이란?

첨체반응(acrosome reaction)은 정자(spermatozoon)가 난자(ovum)와 수정을 위해 난막(egg membrane)을 뚫고 들어가는 과정 반응을 말합니다. 사람들은 흔히 사정(ejaculation, 射精)된 정자 중에 제일 먼저 난자에 도착한 정자가 수정되어 태아(아기)가 된다고 생각하지만 이런 말들에는 많은 부분이 생략되어 있습니다. 또 처음 도착한 정자만이 반드시 수정이 되는 것은 아닙니다. 정자를 기다리는 난자에는 난막(egg membrane)이라는 일종의 보호막이 둘러 쌓여져 있는데 이 보호막을 통과하기란 정자들에게 쉬운 일이 아니기 때문입니다. 어떤 정자가 가장 먼저 도착하였더라도 이 난막을 뚫는데 실패한다면 더 늦게 도착한 정자에게 수정의 기회를 빼앗기게 됩니다. 첨체반응을 간단히 말한다면 난자에 도착한 정자가 자신의 두(頭)부(첨체, acrosome)에 있는 효소를 분출하여 난막을 녹이는 과정입니다. 정자는 첨체반응을 통해 정자가 난막 내부로 들어가는 통로를 만들게 되는데 그 과정의 첫 단계는 난자와 정자의 표면적 결합입니다.(이 결합을 위해 난자에서는 수용성 물질이 분비되며 이를 통해 정자를 화학적으로 유인합니다) 보통 난황막(vitelline membrane, 卵黃膜) 또는 투명대(zona pellucida, 透明帶)에 결합을 하게 되며 이때부터 본격적으로 첨체반응이 일어나게 됩니다. 첨체반응은 정자의 세포막이 난자의 표면과 융합되면서 정자의 첨체에 보관되어 있던 히알루로니다아제(hyaluronidase)와 아크로신(acrosin) 등의 단백질 분해 효소 분비가 이루어지며 이렇게 확보된 통로를 통해 유전물질이 난자로 이동하게 됩니다. 

참고로 첨체반응이 있어 서로 다른 종끼리의 번식을 어렵게 만듭니다. 서로 다른 종의 정자와 난자가 만났을 때 첨체반응이 일어나기 어렵기 때문입니다. 첨체반응을 위해서는 난자의 표면에 정자가 일단 결합을 해야하는데 일반적으로 동물의 난자와 정자의 결합은 동일 종에서만 일어납니다. 가끔 예외가 있기는 합니다. 보통 여기까지 설명을 드리면 꼭 나오는 질문이 있습니다. 난자에 도착한 다른 정자들이 계속 첨체반응을 진행하고 있을 것이고 그 많은 정자들이 다 유전물질을 통과시키면 어떻게 되냐는 것입니다. 하지만 조물주는 인간이 걱정하는 일이 없도록 이미 조치를 해두었습니다. 하나의 정자가 첨체반응을 통한 수정을 완료하면 난자는 피질 과립 반응(cortical granule reaction)이 일어나고 이 반응으로 다른 다수의 정자 수정이 차단됩니다. 일단 피질 과립 반응이 시작되면 난황막과 세포막을 연결하는 통로가 차단되며 정자가 결합하지 못하도록 만듭니다. 동시에 수정막을 형성하며 수정막과 세포막 사이에 공간을 만들어(삼투압에 의한 물의 흡수) 수정막을 팽창시키고 이 과정 중에 결합한 정자들이 떨어져 나가게 됩니다.