진핵세포의 핵(核·nucleus)엔 '염색이 잘되는 물체'란 뜻을 가진 염색체(染色體·chromosome)가 있고 핵엔 23쌍의 염색체가 들었고 23쌍의 염색체에 든 전체 DNA 염기쌍(A아데닌-T티민, G구아닌-C시토신)은 약 30억개가 된다. 46개 염색체 꾸러미를 꽉꽉 채운 DNA를 모두 이으면 무려 183㎝가 되고 사람의 유전인자는 약 1만9000~2만개로 본다.
보통 염색체는 핵 내부에선 염색질(染色質·chromatin) 상태로 풀려 있으나 분열 때는 응집해 명료하게 된다. 염색체 개수는 동물의 종류에 따라 일정하며 사람은 46개로, 즉 22짝(쌍)의 상염색체(常染色體·autosome)와 1짝의 성염색체(性染色體·남성은 XY, 여성은 XX)로 이뤄졌다. 짝을 이루는 염색체는 각각의 형태나 크기가 유사하므로 상동염색체로 불린다.
유전자의 신통력으로 아들, 딸, 친탁, 외탁, 됨됨이가 같은 내림을 한다. 염색체 23개는 엄마(난자), 23개는 아버지(정자)에게 받았다. 그래서 부모와 자식은 각각 2분의1, 조부와 손자는 4분의1, 형제자매는 4분의1(2분의1×2분의1), 사촌은 16분의1(4분의1×4분의1)씩 닮아 촌수가 멀수록 유전자의 짙기가 묽어지고 엷어진다. 그래서 '한 대가 삼천리'라는 것이고 가깝고 먼 인연관계(因緣關係)를 근연도(近緣度·degree of relatedness) 또는 혈연도(血緣度)라고 한다.
그리고 같은 종(種·species)은 언제나 염색체 수와 모양, 크기 등이 똑같으니 핵형(核型·karyotype)이 같다고 하며 신기하게도 핵형이 다르면 수정(受精)하지 않는다. 사람의 핵형에서 1번 염색체가 10㎛(1㎛=1000분의1mm)로 제일 크고(길고) 22번이 2㎛ 정도로 가장 작으며 X염색체는 7번과 비슷하다. Y염색체는 20번의 크기와 거의 같아서(3㎛ 정도로) X염색체의 3분의1 정도며 혈액조절, 리보솜(ribosome) 합성 등 열댓 가지 기능을 한다. 그러나 정소(精巢·testis) 형성을 결정하는 고유한 유전자를 가져 아버지부터 아들, 손자로 이어지는 '남성'을 결정한다. 이제 와 각각의 염색체에 어떤 유전자가 들었는지를 밝혀내 지도를 그렸으니 이를 유전자지도(genome map)라 하며 거기에 우리의 모든 유전 특성이 일일이 새겨져 있다.
그런데 사람의 모든 체세포는 똑같이 46개 염색체를 갖지 않는다. 즉, 적혈구나 상피세포 따위는 처음 생길 때는 핵(염색체)이 있었으나 성숙하면서 없어져버리고 근육세포(근섬유)는 다핵세포(多核細胞)라서 염색체가 몇 곱절이 들어 있고 재생 중인 간세포는 4배체(四倍體·4n=92개) 상태다.
염색체는 히스톤(histone) 단백질 등 구조단백질의 도움을 받아 퍼진염색질(euchromatin) 또는 뭉친염색질(heterochromatin) 형태로 핵 전체에 일정한 규칙을 가지고 퍼져 있다가 분열기에 접어들면 염색체가 짙게 응축한다.
유사분열 중기(metaphase)는 염색체가 반으로 갈라져 제각각 양극으로 이끌려갈 채비를 하는 시기로 염색체의 크기나 모양들을 관찰하기 좋은 시기다. 이 무렵이면 이미 염색체(DNA)도 2배가 돼 있으며 후기에 반반씩 가지런히 딸세포(낭세포·娘細胞)로 전해진다. 세포가 분열을 끝내는 데는 통상 30여분이 걸리며 세포분열 시간도 으레 밤 11시 이후에서 새벽 1시까지가 최상(피크)이라 이때가 역시 염색체 관찰의 적기다. 그래서 '역사는 밤에 이뤄진다'고 하지 않던가.
그리고 햇귀(첫 햇살)를 보기 전에 모든 유전자가 발현할 준비를 끝낸다고 하니 밤잠을 푹 자야 무럭무럭 자라고 DNA 수선도 서둘러 끝내기에 모든 병이 빨리 낳는다.
정작 세포분열로 생장은 물론이고 심지어 죽거나 손상된 세포도 새로 보충한다. 그래서 일찍 자고 일찍 일어나는(조기조침·早起早寢) 데서 건강관리의 지름길을 찾는다.