How big is 세포핵?

세포핵은 세포 안에서 염색체를 담고 있는 구획이다. 염색체는 DNA와 단백질로 이루어진 실 모양의 구조로, 세포의 유전 정보를 지닌다. 식물 세포와 동물 세포에는 핵이 있다. 사람을 포함한 포유류의 세포에서 전형적인 핵은 지름이 약 7마이크로미터이다. 1마이크로미터는 1미터의 100만분의 1, 즉 1밀리미터의 1,000분의 1이다.

크기

핵은 보통 둥글거나 타원형이며, 크기는 지름으로 나타낸다. 포유류 세포에서는 지름이 대개 5~10마이크로미터이다. 이 사이트가 보여 주는 7마이크로미터는 한 리뷰 논문이 전형적인 포유류 세포핵의 값으로 쓰는 수치이다.

피부에서 발견되는 세포 유형인 사람 섬유모세포는 핵의 지름이 약 10마이크로미터이다. 효모 세포의 핵은 지름이 약 2마이크로미터에 불과하지만, 난자는 훨씬 큰 핵을 가질 수 있다.

핵이 세포에서 차지하는 비중은 세포 종류에 따라 다르다. 백혈구의 한 종류인 림프구는 휴지기에 핵이 세포 거의 전체를 차지한다. 지방세포와, 미생물을 삼키는 면역세포인 대식세포에서는 핵이 차지하는 몫이 훨씬 작다.

크기 비교

적혈구는 지름이 7~8마이크로미터로, 전형적인 세포핵과 지름이 거의 같지만, 적혈구 자체에는 핵이 없다.
지름이 7마이크로미터인 핵 약 11~14개를 옆으로 나란히 늘어놓으면 사람 머리카락의 굵기, 즉 80~100마이크로미터에 해당한다.
사람 세포 하나에 든 DNA를 풀어서 끝과 끝을 맞대어 한 줄로 늘어놓으면 약 1.8미터에 이른다. 이 길이는 7마이크로미터 크기의 핵 지름의 약 260,000배이다.
핵을 농구공 크기, 즉 지름 약 24센티미터로 확대한다면, 그 안의 DNA는 약 63킬로미터에 이를 것이다.

핵의 내부

핵은 핵막으로 싸여 있다. 핵막은 염색체를 세포의 나머지 부분과 분리하는 이중층이다. 핵막을 관통하는 핵공이라는 구멍은 단백질이나 RNA 같은 특정 분자만 드나들게 한다. 효모 세포에서 핵공은 핵막 안쪽 표면의 약 10분의 1을 차지한다.

핵 안에서 DNA는 히스톤이라는 실패 모양의 단백질에 감겨 있으며, 이 덕분에 그렇게 많은 DNA가 핵 안에 들어간다. 핵소체라는 둥근 영역은 단백질을 만드는 장치인 리보솜을 만든다. 단백질을 만드는 설계도는 유전자의 사본인 메신저 RNA의 형태로 핵을 떠난다. 메신저 RNA가 무작위로 떠돌면서 전형적인 지름 7마이크로미터의 핵을 가로지르는 데 걸리는 시간은 2~6분으로 추정된다.

핵이 없는 세포

살아 있는 세포는 핵이 있는 진핵생물과 핵이 없는 원핵생물, 두 무리로 나뉜다. 사람의 세포 중에도 핵이 없는 것이 있다. 적혈구와, 혈액이 굳도록 돕는 세포 조각인 혈소판에는 핵이 없다. 이 둘은 수가 아주 많아서, 2016년의 한 연구는 사람 몸을 이루는 세포의 90%에 가까운 것은 핵이 없고 약 3조 개는 핵이 있다고 추정했다.

세포가 분열하기 전에는 염색체를 복제해 똑같은 두 벌로 나누며, 각 벌은 새로 생기는 두 핵에 하나씩 들어간다. 이 과정에서 원래의 핵은 풀어져 사라지고, 염색체는 현미경으로 볼 수 있다.

출처

Central dogma at the single-molecule level in living cells. Li and Xie, Nature, 2011.
To the pore and through the pore: a story of mRNA export kinetics. Oeffinger and Zenklusen, Biochimica et Biophysica Acta, 2012.
How big are nuclei?. In Cell Biology by the Numbers, 1st edition. Garland Science, 2015.
Nuclear Membrane. National Human Genome Research Institute.
Nucleolus. National Human Genome Research Institute.
Chromosomes Fact Sheet. National Human Genome Research Institute.
Chromosome. National Human Genome Research Institute.
Mitosis. National Human Genome Research Institute.
Messenger RNA (mRNA). National Human Genome Research Institute.
Cell. National Human Genome Research Institute.
Blood cells. Histology at SIU, Southern Illinois University School of Medicine, 2024.
Revised Estimates for the Number of Human and Bacteria Cells in the Body. Sender et al., PLoS Biology, 2016.
MH 033hr Blood Smear. Histology Guide, University of Minnesota.
The International System of Units (SI), 9th edition. Bureau International des Poids et Mesures, 2026.
Just How Small Is "Nano"?. National Nanotechnology Initiative.
Official Basketball Rules 2026: Basketball Equipment. FIBA, 2026.