진주를 만드는 세포의 골기체

 

진주를 만드는 세포의 골기체

진주조개의 외투막 상피세포를 투과전자현미경으로 관찰한 사진(a, b)이다. 골지체(G, v)내에 진주물질(화살촉 표시)이 관찰된다. mv(미세융모), v(골지체 과립), n(세포의 핵)

진주는 쌍패류의 조개에서 만들어진다. 살아 있는 생명체가 만들어 내는 대표적인 유기물보석 중에 하나이다.

과거 인류가 바다나 민물의 조개에서 진주를 발견하였으나 19C 말 일본에서 시작한 인공양식에 성공하면서 현재는 일부 국가에서 대량 양식하여 전 세계에 공급되고 있다.

모든 패류(貝類)가 아름다운 진주를 만드는 것은 아니지만 진주는 진주층을 형성하는 일부 조개가 진주물질을 체내에서 합성하여 껍질 내막으로 분비, 진주층으로 계속해서 감싸 만든다. 그렇다면 진주물질을 만들어 내는 곳은 어디일까? 조개의 연한 속살을 이루고 있는 상피세포가 만들어 낸다.

상피세포는 외분비를 하는 세포로 패류뿐만 아니라 모든 동물에서 동일하게 몸 밖으로 어떤 물질을 합성하여 분비하는 중요한 기능을 갖고 있다.

물론 그렇다고 모든 상피세포가 분비만을 하는 것은 아니며 외부의 필요한 물질을 흡수하고 끊임없이 의사소통과 신진대사를 하는 일을 하는 등 그 기능은 매우 다양하다.

상피세포는 체내에서 위치한 곳에 따라서 기능의 차이가 있다. 그 중에 하나는 필요한 물질을 세포내에서 합성하여 외부로 분비하는 기능을 담당한다. 사람의 경우 음식물을 분해하여 흡수를 돕는 소화액을 분비하는 세포는 외분비를 하는 상피세포이다.

그렇다면 상피세포는 무엇인가? 동물의 몸을 이루고 있는 세포 중에 태생기(배아)에 발생학적으로 외배엽으로 발원하며 주로 외부와 접촉하는 부위에 위치한다.

그러므로 외부로부터 손상을 줄 수 있는 물리적·화학적 자극으로부터 몸을 보호하고 방어하는 역할도 한다. 상피세포는 재생이 잘 되며 평생 세포 분열하여 새로 생산되고 성장 후에는 죽어 체외로 탈락과정이 반복되는 세포들이다.

진주조개뿐만 아니라 모든 패류는 외투막 상피세포에서 패류의 껍질 성분을 지속적으로 합성해 체외로 분비한다. 그렇다면 진주물질을 만들어 내는 세포의 내부구조에서 무엇이 진주물질을 합성하는가?

정답은 세포내 미세기관인 골기체(Golgi complex)이다. 생물시간에 배운 세포의 미세기관에 대한 기억을 떠올린다면 골기체의 구조와 기능을 알 수 있다. 골기체는 크게 동물이나 식물세포에 따라서 기능이 다르며 동물세포도 종류마다 기능적 차이가 있다. 투과전자현미경(TEM)으로 관찰을 위한 표본을 만들면 잘 볼 수 있다.

진주조개의 특징은 상피세포의 골기체가 잘 발달하여 얇고 많은 층으로 이루어졌으며 분절되는 둥근 과립으로 성숙되는 과정에서 진주물질로 보이는 전자밀도 높은 과립(사진a, b. 화살촉표시)이 발견된다.

고배율로 골기체를 관찰하면 점차 특정 성분을 농축하는 과정에서 가장 자리가 불거져 과립으로 분절된다. 이 과립은 가장자리로 이동하면서 점차 큰 분비과립(사진a. v)으로 만들어져 그 안에 합성된 진주물질이 많아지게 된다. 이 후 상피세포는 진주조개의 자유면(몸 밖)으로 배출하여 진주층을 만든다.

진주조개는 이와 같은 일을 평생에 거쳐 쉬지 않으며 아름다운 진주를 만들어 낸다. 결국은 진주를 만드는 곳은 세포의 골기체인 셈이다.

윤철종 박사/

한국세포형태연구소 부설 유기물보석연구소 소장

(주)포엘호박보석연구소 이사

주얼리 신문  2007. 4. 20