▣ 난자(Ovum)
난자는 정자와 달라 구형 또는 타원형의 모양을 가지며 그 크기는 정자의 약 10배로써 0.1mm정도입니다. 이는 난자가 핵 외에 영양물질인 세포질을 가지기 때문입니다. 이 세포질의 일부는 수정 후 분열과 개체 발생에 필요한 에너지원이 되고 일부는 개체의 구성물질이 됩니다.
이러한 난자는 난소에서 생성됩니다. 가임기 여성의 난소 벽에는 반짝거리는 투명한 작은 난포가 수없이 형성되어 있습니다. 이 보자기 같은 난포 속에서 난자는 자라게 됩니다. 그런데 수없이 많은 난포 중에 오직 한 개의 난포 속에 들어 있는 난자만이 약 1개월에 걸쳐 성숙됩니다.
▣ 정자 (Sperm)
정자는 동물 종마다 다른 모양을 하고 있지만 기본적으로는 머리(두부 head)와 몸통(중부 midpiece) 그리고 꼬리(미부 tail)로 이루어져 있습니다. 머리에는 염색체가 든 핵이 있고 머리 앞에는 이를 감싸는 첨체(acrosome)가 있습니다. 이 첨체는 정자 머리가 난자의 벽을 뚫고 들어갈 때 중요한 역할을 합니다. 몸통에는 미토콘드리아가 자리잡고 있어 정자 운동에 필요한 에너지(ATP)를 생성하고, 꼬리에는 운동성 필라멘트들이 있어 질 속에서 수영하여 앞으로 나아갈 수 있도록 합니다.
▣ 꼬리에 꼬리를 잇는 정자의 행렬
인간 생명의 시작은 난자와 정자의 만남에서부터 출발합니다. 이들의 만남인 수정을 위하여 여성의 질 속에 들어간 정자는 긴 꼬리를 가지고 1초에 자신의 길이 만큼 빠른 속도로 난관을 향해 헤엄쳐 갑니다.
하나의 정자와 난자가 수정되기 위해서는 남성의 사정을 통해 상상하기 어려운 정도의 많은 정자가 여성의 질 속으로 보내져야 합니다. 그러나 이 중 약 15%는 기형적인 정자인데 이 정자는 임신시킬 능력이 없기 때문에 기형아를 낳게 하는 원인이 되지는 않습니다. 다만 난자를 만나러 가는 도중에 도태되고 맙니다.
▣ 수정은 정자의 칠전팔기 여행기.
여성의 질은 산성인데 정자는 산성이라는 환경에는 견디지 못하여 약한 정자는 자궁에 도달하기 전에 질 속에서 역시 죽고 맙니다. 강한 정자만이 질 속의 산성을 견뎌 내고 무사히 자궁의 입구에 도달하게 되는 것입니다. 그러나 여기에서 모든 것이 끝난 것은 아닙니다. 자궁 경관 점액전(頸管粘液栓)이라는 더욱 험난한 장애물을 만나게 됩니다. 이는 젤리 덩어리와 비슷한 것으로 세균의 침입을 막는, 마치 검문소와 같은 역할을 합니다. 그러나 정자가 난자와 만나기 위해서는 이것이 마지막이 아닙니다. 다시 또 하나의 장애물을 통과해야만 합니다. 그것은 바로 자궁상부의 양쪽에서 좌우로 이어져 나간 난관의 팽대부까지 헤엄쳐 나아가야 하는 것입니다. 여기까지 가는데 두 시간 정도는 걸리는데 바로 그 난관에서는 언제나 아래쪽을 향하여 소량의 점액이 흐르고 있기 때문에 정자는 그 흐름에 역행하여 힘겹게 거슬러 올라가야만 합니다.
▣ 강한 정자만이 살아 남는다.
이렇게 해서 난관 속까지 도달한 정자는 이제야말로 한숨을 돌릴 수 있게 됩니다. 난관의 벽은 주름이 많은 점막인데 이 주름 사이에서 드디어 쉴 수 있습니다. 여기까지 도착한 정자의 수는 약 500-600개 정도입니다.
그러나 그렇게 힘든 여행을 해 왔지만 겨우 3일밖에 살지 못합니다. 따라서 3일 동안에 난소에서 난자가 나오지 않으면 모두가 허무하게 죽게 됩니다. 난관에서 죽어가는 정자는 백혈구에게 먹혀 버립니다. 그러나 정자가 살 수 있는 3일 동안에 난자가 배란되어 만나게 된다면 바로 생명의 창조가 이루어집니다.
▣ 정자를 만나면 빙글빙글 회전하는 난자
난소에서 터져 나온 난자는 정자처럼 스스로 움직일 수가 없어서 점액을 따라 흘러 자궁 쪽으로 접근하다가 제일 먼저 달려오는 건강한 정자를 만나게 됩니다. 이때 정자는 머리 부분에서 히알루로니다제(hyaluronidase)라는 효소가 분비되는데, 이 효소는 난자를 감싸고 있는 표면을 녹이기 시작하면 난자는 빙글빙글 회전하기 시작하여 자신의 막을 녹이는 데 도움을 줍니다. 그러는 사이에 막의 어딘가에 제일 먼저 녹아서 뚫리는 부분이 생기는데, 그 위치에 있던 정자가 아주 유연히, 이끌리듯이 스르르 난자 속으로 머리 부분부터 들어가면 정자의 꼬리는 떨어져 없어집니다. 이것이 바로 수정이 되는 순간입니다.
그런데 수백 개나 되는 정자가 그 주위에 있다 보면 혹시 둘이나 셋도 함께 들어가지 않을까? 그런 경우가 없는 것도 참으로 신비한 일입니다.
▣ 난자, 수정되면 재빨리 방어막으로 지조 지켜…
난자 속에 정자가 들어가면 정말 눈 깜짝 할 사이에 수정막이라는 얇은 투명층이 생겨서 다른 정자가 아무리 뚫으려 해도 들어갈 수가 없게 됩니다. 난막을 뚫고 들어앉은 정자는 180도 회전한 후 꼬리가 없어집니다. 정자의 핵은 마치 긴 여행의 피로를 회복이라도 하는 듯이 몇 시간 동안 난자의 핵 옆에 나란히 머무르다가 전격적으로 난핵과 합쳐져서 융합핵으로서의 단핵 수정란이 됩니다.
이렇게 정자와 난자가 합해진 수정란은 난자의 23개의 염색체와 정자의 23개의 염색체가 합쳐진 46개의 염색체를 가진 생명체로서 분열이 시작됩니다.
▣ 수정란이 착상되어야 비로소 임신
난관의 첫 1/3 지점에서 수정이 완료된 수정란은 곧 이어 빠른 속도로 체세포분열(난할)을 시작합니다. 그리고 난관 벽에 있는 섬모들의 운동으로 자궁으로 밀려 내려가 수정 후 3-4일 뒤에는 자궁에 닿게 됩니다.
그 후 수정 후 5-7일째 자궁 내막에 착상하게 됩니다. 수정이 성공되더라도 그 기간동안 착상이 일어나지 않으면 임신은 실패하게 됩니다. 착상된 수정란은 이후 분만 때까지 자궁벽에 붙어 배아 발생과 태아 성장 과정을 거치게 됩니다.
