난자(卵子, ovum)는 동물 암컷의 생식세포로, 난소(卵巢)라고 불리는 암컷의 생식샘에서 생산된다. 영어 낱말 ovum은 "알"을 의미하는 라틴어 ovum에서 유래하였다. 난자는 정자와 함께 유성 생식의 핵심을 이루는 배우자(gamete)이며, 정자와 결합하여 수정란이 되면 새로운 개체의 발생이 시작된다.
기본 특성
난자는 인체에서 가장 큰 세포로, 일반적으로 현미경 없이도 맨눈으로 관찰할 수 있을 정도의 크기를 가진다. 난자는 세포질과 미토콘드리아를 제공하며, 정자의 미토콘드리아는 수정 과정에서 난자에 의해 파괴되므로 난자가 세포질 내의 미토콘드리아를 홀로 공급하게 된다. 이는 미토콘드리아 유전학 측면에서 모계 선조를 추적하는 데 활용될 수 있다. 난자에는 많은 영양분이 저장되어 있으며, 접합자(zygote)에 포함된 영양분의 90% 이상을 담당한다.
난자의 발생 과정
난자의 발생은 난원세포(oogonia)에서 시작된다. 난원세포는 출생 후 약 6개월이 되면 제1차 난모세포(primary oocyte)로 전환되지만, 사춘기 이전에는 발달이 정지된 상태로 유지된다. 포유동물의 경우 평생 배출하는 모든 난자를 태어날 때부터 이미 보유하고 있으며, 난자형성 과정을 통해 성숙시킨다.
난자를 둘러싸고 있는 난포는 다음과 같은 5단계의 발달 과정을 거친다.
- 원시난포(primordial follicle): 단층 편평 난포세포로 둘러싸인 1차 난모세포로 구성된다.
- 1차 난포(primary follicle): 입방형 난포세포가 난모세포 둘레에 단층으로 배열된다.
- 2차 난포(secondary follicle): 난포세포가 여러 층을 쌓으며, 이때의 난포세포를 과립세포(granulosa cell)라고 한다. 과립세포는 난모세포 둘레에 투명대(zona pellucida)라는 맑은 세포층을 만들고, 난포 둘레에는 결합조직이 농축되어 난포막(theca)을 형성한다.
- 3차 난포(tertiary follicle): 난포벽 내 작은 주머니에 액체를 분비하며, 주머니들이 합쳐져 액체로 가득 찬 난포방(antrum)이 형성된다. 과립세포는 난자에게 선택적으로 영양소와 호르몬만 통과시키고 항체 등 잠재적으로 해로운 물질을 걸러낸다.
- 성숙(포상) 난포(mature/Graafian follicle): 정상적으로 매달 1개의 난포가 성숙난포가 되어 배란하며, 나머지 난포는 퇴화한다.
배란과 수정
성숙한 난자는 배란(ovulation) 과정을 통해 난소에서 방출되어 난관(나팔관)으로 이동한다. 인간 여성의 경우 배란은 일반적으로 월경 주기의 중간 지점 근처에서 발생한다. 배란된 난자가 정자와 수정되면 자궁벽에 착상하여 임신이 유지되며, 수정되지 않으면 황체가 퇴화하여 월경이 일어난다.
동물에 따른 차이
모든 새, 대부분의 어류, 파충류, 양서류와 같은 난생동물의 경우 난자는 보호 껍질을 구성하며 수란관을 통해 체외로 배출된다. 조류는 체내에서, 많은 어류는 체외에서 정자에 의해 수정된다. 수정 후에는 배아가 형성되며 알 내부에 저장된 영양분을 사용하여 성장하고 이후 부화한다. 인간 및 다른 태반 포유동물 등의 태생동물에서는 난자가 체내에서 수정되고 배반포가 태어날 때까지 자궁 속에서 자란다. 난생과 태생의 중간 형태인 난태생동물도 존재한다.
우성 난포
우성 난포(dominant follicle)는 난포자극호르몬(FSH), 황체형성호르몬(LH) 및 에스트로겐에 가장 민감하여 배란기에 다른 난포보다 앞서 경쟁할 수 있다. 난소에서 분비된 에스트로겐은 간접적으로 뇌하수체의 FSH 분비를 억제하며, 이로 인해 상대적으로 덜 민감한 다른 난포는 퇴화하지만 고도로 민감한 우성 난포는 계속 성장한다.
