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닭 발생 관찰 실험 보고서

Abstract수정 직후의 닭의 유정란과 무정란을 관찰한다. 또한 닭의 수정란으로 부터 배를 꺼내어 관찰하고 닭 발생 표본을 현미경을 통해 관찰한다. 이를 통해 동물의 발생과정에 대해 이해한다.Introduction정자와 난자가 결합하여 만들어진 수정란에서는 세포분열과 각 세포들의 분화를 통해 많은 종류의 세포들이 생겨나게 된다. 이러한 과정을 통해 단세포인 수정란이 하나의 개체로 변하는 과정을 발생(development)라 한다.발생의 시작은 난할(cleavage)이다. 난할은 수정이후 수정란이 빠른 속도로 세포분열 하는 과정을 의미한다. 이 난할 과정에서 세포주기는 거의 DNA를 합성하는 S기와 분열이 일어나는 M기로만 이루어져 있기 때문에 수정란 전체 크기의 증가는 거의 일어나지 않고 각 할구의 크기는 점점 작아진다.난할의 패턴은 동물마다 차이가 있다. 인간의 수정란처럼 yolk가 거의 없는 경우, 난할 과정에서 cleavage furrow가 수정란을 완전히 통과하여 세포분열을 한다. 그러나 새, 파충류, 물고기처럼 yolk를 많이 포함하고 있는 수정란에서는 cleavage furrow가 수정란을 완전히 통과하지 못해 불완전한 세포분열이 일어나게 된다. 새, 파충류, 물고기 등에서는 이러한 과정을 통해 yolk의 위에 blastodisc라 불리는 embryo가 생성되게 되며 이러한 cleavage의 과정을 discoidal cleavage라 부른다.그 후 Gastrulation이라는 과정을 통해 수정란은 3개의 germ layer로 나누어진다. 이 단계의 수정란을 gastrula라고 부른다. 3개의 germ layer는 각각 ectoderm, mesoderm, endoderm이며 ectoderm은 피부와 신경계, mesoderm은 뼈, 근육, 순환계, 생식계 등으로 분화되며 endoderm은 소화기관, 호흡기관 등으로 분화된다.닭의 발생에서 gastrulation은 blastodisc의 epiblast와 hypoblast로 부터 시작된다. hypoblast는 yolk와 epiblast 사이에 있는 세포들로 extraembryonic membrane들을 만드는 역할을 한다. 실질적으로 배가 되는 부분은 epiblast이다. gastrulation 과정에서 epiblast가 blastoderm의 가운데 부분의 안쪽으로 밀려들어 가면서 primitive streak가 생긴다. gastrualtion 과정에서 이 primitive streak의 아래쪽으로 일부 세포가 이동하면서 일부는 hypoblast의 자리를 밀어내고 endoderm이 되고 일부는 mesoderm이 된다.Organogensis 단계에서는 각 germ layer들이 기관으로 분화하기 시작한다. 이 과정에서 뇌와 척수를 형성하는 neurulation이 일어난다. neurulation은 mesoderm의 일부 세포가 모여 notochord를 형성하면서 시작된다. notochord는 embryo의 등쪽에 막대기 모양으로 형성된다. 그 위의 ectoderm의 일부 세포가 변하여 neural plate가 생성되며 그 neural plate가 안으로 휘어져서 neural tube가 된다. neural tube는 발생이 완료되면 뇌와 척수가 된다. notochord의 주변에는 somite가 생성되는데 이들은 notochord의 양쪽으로 배열되어 있으며 이들은 체절을 만드는 데에 중요한 역할을 한다.요막(allantois)는 노폐물을 저장하는 역할을 한다. 조류에서는 allantois가 알의 껍질을 통해 산소를 받아들여 embryo에 공급하는 역할을 하기도 한다.양막(amnion)은 발생중인 파충류, 조류, 포유류에 존재한다. embryo를 보호하는 역할을 한다.발생중인 닭의 각 부분의 명칭들(그림출처 : -http://biology.clc.uc.edu/fankhauser/labs/Anatomy_&_Physiology/A&P203/Chick_Embryo/Chick_Embryo.htm)method and materal실험 1. 무정란과 유정란의 구별재료 - 무정란, 유정란, 페트리 디쉬실험 과정 : 유정란과 무정란을 깬 후 각각의 내용물을 페트리 디쉬에 담았다. 그 후 각각의 특징을 관찰하였다.실험 2. 배의 분리 및 관찰재료 - 5일, 7일, 10일, 14일 된 유정란들, 가위, 페트리 디쉬실험과정: 유정란을 세운 후 가위를 이용해 윗부분에 구멍을 내었다. 구멍을 통해 가위로 유정란의 윗부분을 잘라낸 후 내용물을 페트리 디쉬에 담았다. 그 후 실험일지를 참고하여 각 배를 관찰하였다.실험 3. 닭 발생 슬라이드 표본 관찰재료 - 발생을 시작한지 18시간, 33시간, 72시간 된 닭 발생 슬라이드 표본들실험과정 : 각 표본들을 현미경을 통하여 관찰하였다.Result실험 1. 무정란과 유정란의 구별왼쪽이 유정란이고 오른쪽이 무정란이다. 유정란에는 사진과 같이 정자가 들어간 흔적이 있다.실험 2a. 5일차5일차 계란에 해당하는 발생일지 3일을 참고하면 심장을 확인할 수 있고 양막에 양수가 생기며 혈관이 발달하기 시작하고 각 기관이 뚜렷이 나타나기 시작한다고 나와 있다. 그림상에서 난황의 주변에 혈관이 존재하는 것을 쉽게 확인할 수 있으며 혈관이 모이는 곳에 심장이 작게나마 보인다. 그러나 양수와 그 외 기관은 확인하기 힘들다. 5일차 의 경우 껍질을 깼을 때 오른쪽 사진처럼 막이 있는 것을 확인할 수 있다.

자연과학| 2014.01.11| 6페이지| 1,500원| 조회(559)

닭 발생 관찰 실험 보고서, 닭 발생 관찰 실험, 닭 발생 관찰

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Cystic Fibrosis (낭포성 섬유증)

1. Cystic fibrosis의 발생은 어떤 transporter protein의 변이로 인해 발생하는가.Cystic fibrosis는 CFTR(Cystic fibrosis transmembrane conductance regulator)이라는 이름을 가진 transporter protein의 변이로 인해 발생한다. CFTR은 일종의 ABC -transporter이다. ABC-transporter란 ATP-binding cassette transporter의 약자로, ATP의 hydrolysis에서 얻은 energy를 통해 여러 가지 molecule들을 transport 하거나 RNA나 DNA의 수리와 같은 기타 기능을 수행하는 protein을 의미한다. 1) 2)CFTR은 ATP를 통해 얻은 energy로 ion을 transport하는 역할을 한다. 이 CFTR은 pancreas, liver, digestive tract, lung, reproductive tract , skin과 같은 organ에 존재하는 epithelial cell에 존재한다. 이들이 주로 transport하는 ion은 chloride와 thiocyanate이다. 예를 들어 이들은 이 ion을 epithelial cell에서부터 바깥의 mucus로 이동시키기도 한다. 이 과정에서 electrical charge의 balance를 맞추기 위해 sodium과 같은 cation도 함께 이동한다. 이 과정은 cell 바깥의 concentration을 높이게 되고 따라서 osmosis와 같은 과정을 통해 물도 따라서 이동하게 된다. 이 과정은 sweat이나 digestive juice 등을 만드는 과정에서 아주 중요한 역할을 한다. 인간의 CFTR을 암호화하는 gene은 chromosome 7의 long arm에 있는 position q31.2에서 발견된다. 약 189kb의 길이를 가지고 있고 27개의 exon으로 이루어져 있다. 3)CFTR은 일종의 glycoprotein으로 1480개의 amino acid로 이루어져 있다. 이 protein은 5개의 domain으로 이루어져 있다. CFRT의 C termianl은 PDZ-interacting domain에 의해 cytoskeleton과 결합해 있다. domain 중 다른 2개는 transmembrane domain으로 각각 6개의 α-helix로 이루어져 있다. 이 transmembrane domain은 각각 cytoplasm에 있는 Nucelotide binding domain(NBD)에 연결되어 있다. 첫 번째 NBD는 두 번째 transmembrane과 regulatory R-domain을 통해 연결되어 있다. 이 R-domain은 CFTR에만 존재하는 것으로 다른 ABC transporter에는 존재하지 않는다. CFTR은 R-domain이 cAMP-dependent protein kinase A에 의해 phosphorylation되고 ATP가 NBD에 bound 되었을 때 열려서 ion channel로 작용할 수 있다. 4)ATP가 binding되면 CFTR의 structure가 변화하게 되는데 이 변화는 Chloride와 같은 anion들이 electrochemical gradient를 따라 이동할 수 있게 만든다. 이는 다른 ABC-transporter와 CFTR의 또 다른 차이점인데, 다른 ABC-transporter는 electrochemical gradient에 역행해서 ion들을 active transport 하는 반면에 CFTR은 ion들이 electrochemical gradient를 따라서 이동하게 한다. 5)2.Cystic fibrosis gene의 alleleCystic fibrosis는 CFTR을 암호화하는 gene의 mutation에 의해 일어나게 된다. Cystic fibrosis를 일으키는 allele은 recessive allele이기 때문에 어떤 사람에게 Cystic fibrosis가 발병하기 위해서는 두 개의 allele이 모두 Cystic fibrosis를 일으키는 allele이여야 한다.6)대표적인 allele으로는 ΔF508이 있다. 이 ΔF508은 정상적인 CFTR gene과 비교했을 때 중간에 3개의 nucleotide들이 결실된 mutation이다. 그 결과로 ΔF508에 의해 번역된 단백질은 중간에 phenlyalanine이 하나 결실되게 된다. 7)Cystic fibrosis를 일으키는 allele은 이 외에도 G542X, G551D, N1303K, W1282X 등과 같은 것들이 있다. 8)3)Cystic fibrosis의 allele들의 발현에 따라 나타나는 phenotype< plasma membrane 상에서 CFTR의 모습>ΔF508이 발현되면 정상적인 CFTR에 folding이 제대로 일어나지 않는 protein이 만들어 지게 된다. 이로 인해 이 protein은 정상 CFTR에 비해 더 짧아지게 되어 plasma membrane에 도착하기 전에 cell에 의해 분해되어 버린다. 다른 allele들도 발현되게 되면 protein이 짧아지거나, 중간의 amino acid가 다른 것으로 바뀌거나, 사라지거나 더 길어지거나 하는 등의 변화가 일어난다. 이로 인해 정상적으로 작동하지 못하는 CFTR의 protein이 만들어지게 되거나, 쉽게 분해가 되어 항상 CFTR의 숫자가 부족하거나 하는 등의 증상이 나타나게 된다. 9) 10)이러한 변화가 일어나게 되면 ion들이 cell의 안과 밖에서의 이동이 정상인 cell 비해 줄어들게 된다. 이로 인해 chloride나 thiocyanate와 같은 anion들이 cell의 안쪽과 바깥쪽 중 한쪽에 쌓이게 된다. 이로 인해 electrical gradient가 생기게 되고 이는 sodium ion과 같은 cation들의 이동을 유발한다. 이로 인해 Cystic fibrosis가 있는 사람은 salt가 계속해서 몸밖으로 유출되게 된다. 11)또한 Cystic fibrosis 환자의 여러 기관은 지나치게 두껍고 viscous한 mucus등에 의한 피해가 일어난다. lung에서 이런 mucus는 bacteria 등에 의한 infection을 유발한다. 또한 pancreas에서는 intestine으로 분비되어야 할 enzyme들이 두꺼운 mucus들에 의해 막혀 분비되지 못하고 쌓여서 여러 문제를 일으킨다. extracelluar fluid에 있는 chloride와 같은 ion이 세포 내로 들어오지 못하기 때문에 일어난다. 12)

자연과학| 2014.01.11| 3페이지| 1,000원| 조회(168)

유전학, 유전, 유전병, cystic fibrosis, 섬유성 낭포증

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