[일반생물학실험]Barr Body

실험 목적

표본제작과 현미경 관찰을 통하여 Barr body를 확인한다.

실험 이론 및 원리

1. Barr body

바소체라고도 하며, 간기 시기에 진하게 염색되는 이질염색질 덩어리로, 불활성화된 X염색체이다. barr body에서 body는 덩어리라는 의미이다. 포유류에서 수컷은 하나의 X염색체를 가진데 비해, 암컷은 두 개의 X염색체를 갖고 있어 암컷은 수컷보다 2배나 많은 양의 유전자 산물을 합성하게 된다. 이러한 불균형을 막기 위해 유전자량 보정을 통해서 암컷의 X염색체 하나가 불활성화 되면 X염색체 발현량은 동일해지고, 비로소 평형을 유지하게 된다. 여성의 두가지 X염색체 중에 어떤 염색체가 불활성화 되는지는 무작위로 결정된다.

 

2. 염색체

염색체는 눈으로는 보이지 않는 세포의 핵 안에 있고, 현미경으로도 잘 관찰되지 않는다. 세포가 분열할 때 나타나는 막대 모양의 물질이며 생물의 종류에 따라 염색체의 수와 모양이 다르다. 즉, 염색체의 수와 모양은 각 생물의 고유한 특징이라고 할 수 있다. 그러므로 염색체 수가 같아도 염색체 모양이 다르면 다른 종의 생물이다. 또한 염색체 수가 많다고 더 뛰어난 생물이라고 할 수 없다. 사람은 22쌍 (44개) 의 상염색체와 1쌍 (2개) 의 성염색체, 총 23쌍 (46개) 의 염색체를 가진다. 이 때, 여자는 XX염색체를 가지고, 남자는 XY염색체를 가진다

 

3. 성염색체 이상 증후군

성염색체 이상 증후군은 감수분열 과정에서 성염색체에 이상이 생겨서 발생하는 증후군이다. 성염색체 이상은 전체 성염색체가 소실되거나(홑염색체) 추가적인 성염색체가 존재하는 경우(하나의 추가 성염색체는 삼염색체) 발생한다. 또한 이상은 성염색체 일부가 소실된 경우에도(결손) 발생할 수 있다. 즉 성염색체 이상은 성염색체의 전체 또는 부분 결손 또는 중복으로 인해 발생할 수 있다. 

성염색체 이상은 일반적이고, 다양한 신체적, 발달 문제와 관련된 증후군을 야기한다. 터너증후군과 클라인펠터증후군이 대표적이다. 터너증후군은 여성에게 나타나는 유전적 질환으로 성염색체 XX 중 한 개가 완전히 소실되거나 부분적으로 소실되어 생기는 질환이다. 저신장이 가장 특징적이며, 성장장애, 유방 발달 부진, 신체 특정부위의 가벼운 기형적 발달 등의 증상이 나타나는데, 성장호르몬이나 여성호르몬의 투여로 증상을 호전시킬 수 있다. 클라인펠터증후군은 남성에게 나타나는 유전적 질환으로 2개 이상의 X염색체와 적어도 1개 이상의 Y염색체를 가진 경우를 말한다. 성염색체의 개수가 다르기 때문에 감수분열이 제대로 진행되지 않아 대부분 불임이며, 성호르몬 이상, 여성형 유방증, 지능 저하, 정소기능부전 등의 증상이 나타난다.

실험 기구 및 시약

1. 실험 재료

1) 슬라이드 글라스, 커버글라스, 이쑤시개, aceto-orcein, 광학현미경

실험 방법

1. 실험 과정

1) 이쑤시개로 여성과 남성의 뺨 안쪽의 세포(구강상피세포)를 긁어낸다.

2) 깨끗한 슬라이드 글라스에 각각의 구강세포를 얇게 펼쳐서 도말한다.

3) aceto-orcein 시약으로 염색한다.

4) 커버글라스를 기포가 생기지 않게 덮는다.

5) 광학 현미경으로 핵 안의 barr body를 관찰한다. (남성과 여성의 구강 상피세포 비교)

실험 결과

1. Result :

남성과 여성의 구강 상피세포 중 barr body 관찰 결과 비교 (X400, X1000 : X1000배 위주로 관찰)

 

Figure 1 X400 여성의 구강 상피세포	Figure 2 X1000 여성의 구강 상피세포
Figure1과 Figure2 전체적으로 세포소기관과 핵이 염색되어 있는 것을 볼 수 있다. figure2의 핵에서는 조금 더 진하게 염색된 barr body가 관찰된다.

 

Figure 3 X400 남성의 구강 상피세포	Figure 4 X1000 남성의 구강 상피세포
Figure3과 Figure4 전체적으로 세포소기관과 핵이 염색되어 있는 것을 볼 수 있다. figure4의 핵에서는 barr body가 관찰되지 않았다.

 

토의 사항

1. 실험 고찰

남자의 구강 상피 세포와 다르게 여자의 구강 상피 세포에서는 바소체를 확인 할 수가 있었다. 여자의 구강 상피 세포 표본을 제시한 사람으로서, 처음에 현미경의 이상으로 남자도 여자도 염색체를 아예 관찰 할 수 없어서 이유를 알지 못하고, 관찰이 안됐을 때에 구강 상피 세포가 긁어지지 않은 줄 알고 많이 초조했다. 하지만 여러 시도 끝에 다 끝난 조의 현미경을 이용하여 관찰을 했을 때 정말 관찰이 잘 돼서 이유를 알 수가 있었다. 그런데 바소체를 관찰하고 보니 세포를 얇게 편다고 폈는데 얇게 펴지지 않은 것이 조금 아쉬웠다. 다음 실험에는 세포를 추출한 뒤 얇게 펴서 관측을 하면 바소체를 조금 더 선명하고 자세하게 볼 수 있을 것 같다.

 

2. 결론

1) barr body는 간기 시기에 관찰할 수 있다. 즉 본 실험에서 관찰한 여성의 구강 상피세포는 간기 시기의 세포이다.

2) 구강세포를 도말할 때는 얇게 펼쳐서 도말해야 관찰에 용이하다. 얇게 펼쳐서 도말하지 않으면 뭉쳐 보여서 제대로 된 세포 확인이 힘들 수 있다.

3) 슬라이드 글라스에 구강세포를 도말한 후에 에탄올을 피펫을 이용해 살짝 뿌리고 2분 동안 말려준다. 에탄올은 고정액으로서 조직이나 세포를 가능하면 살아 있을 때와 가까운 상태로 고정하고, 염색에 적합한 상태로 만들기 위해서 고안한 것이다. 에탄올로 고정하는 것을 화학고정이라고 한다.

4) 세포의 관찰을 정확하게 하기 위해 염색을 한다. 그 중 본 실험에 사용된 aceto-orcein은 ‘아세토오르세인 염색’이라고 부르며 공기 중에서 말리거나 납작하게 만든 세포 표본에서 염색체를 염색하는 방법이다. aceto-orcein 염색법을 사용하는 이유는 barr body가 비교적 뚜렷하게 관찰되고, 소요 시간이 1분 이내로 짧으며 쉽고 간단하기 때문이다.즉, 세포의 원형질, 핵, 특수구성요소, 함유물질은 일정한 색소에 대하여 친화성을 가지고 있는데 이 점을 이용하여 다양한 염색액을 사용하여 내부구조를 두 가지 이상의 빛깔로 나누어 염색하고, 그의 미세구조를 감별할 수가 있다.

 

5) 커버글라스를 덮을 때 기포가 생기지 않도록 조심스럽게 덮어야 한다. 만약에 기포가 생기면 공기층이 생겨서 흐릿하게 보이면서 관찰이 뚜렷하게 보이지 않을 수 있다. 그리고 커버글라스는 깨지기 쉬우므로 조심히 다뤄야 한다.

 

6) 커버글라스를 덮고 나서 밖으로 흘러나온 염색약은 거름종이를 이용해 제거한다. 염색약이 너무 많고 강하게 있으면 커버글라스가 잘 미끄러질 수도 있고, 염색약 색깔만 보일 수 있기 때문에 일부러 거름종이로 빨아들이는 것이다. 제거할 때 커버글라스가 움직이지 않도록 조심스럽게 제거 해야한다.

 

참고 문헌

1. 권혁빈, 스마트 생명과학, ㈜라이프사이언스, 2014

2. 조희중 and 주강, "구강점막상피의 Barr body염색법에 대한 몇 가지 소견", 慶北醫大誌 20.2, 1979