[대학생물] 세포의 구성

세포설(cell theory)

(1) 세포가 모든 생물체의 구성과 기능의 기본 생명 단위

(2) 모든 세포는 기존의 다른 세포들에서 유래한다는 통합 개념

 

세포의 크기는 제한적이다.

세포에서 필요로 하는 물질의 출입을 원활하게 하기 위해서 부피 대 표면적이 상대적으로 클 수록 좋다.

 

모든 세포의 구성은 기본적으로 유사하다

항상성(homeostasis) : 안정한 내부환경의 유지

항상성을 유지하기 위해서는 세포의 내용물들이 반드시 외부환경가 분리되어 있어야 한다.

 

원핵세포

세포소기관이 구분되어 있지 않다 -> 세포내막이 없다.

핵 또한 막으로 뚜렷하게 막으로 둘러쌓여 있지 않고 핵 부위(영역)만 존재한다.

세포벽, 리보솜, 섬모, 편모

 

진핵세포

세포소기관이 세포내막에 둘러쌓여 존재한다.

이중막으로 둘러 쌓인 핵이 존재한다.

*식물세포는 세포벽, 엽록체, 액포 존재. 세포벽이 있으므로 중심체가 결여되어 있다.

 

원형질막(plasma membrane) : 세포와 와부의 장벽

세포소기관(cell organelle) : 세포 내에서 여러가지 기능을 담당하는 기관계

세포막 : 세포 안에서 소기관들을 구분하는 막

 

세포막의 3가지 기능

막들이 세포를 여러 구획으로 나누어 각각의 부위에서 특정 기능을 수행 할수 있도록 보장

막은 중요한 일을 수행하는 표면을 제공(많은 화학적 반응은 막에 결합된 효소에 의해 진행됨)

막은 에너지 저장과 전환에 있어서 중요한 역할 수행(like 댐의 장벽. 에너지 전위차이 조절)

*구획간 물질 수송은 소낭(주머니 구조물)에 의해 수행됨

*상호 작용하는 막들은 내막계(endomembrane system)을 이룬다

*미토콘드리아와 엽록체는 내막계의 일부로 간주하지 않는다.

 

핵(nuclus)

핵막(nuclear envelope)은 이중막이다.

핵공(nuclear pore : 구멍)을 통해 핵질가 세포질 사이의 물질 교환

염색사(chromatin) : DNA + 단백질 -> 세포분열시 염색체(chromosome) 구조로 응축

*유전자 -> DNA -> 염색사 -> 염색체

인(nucleoli) : 리보솜 RNA(rRNA)가 합성되는 장소

 

소포체

활면소포체(smooth ER) : 지방산 대사

조면소포체(rough ER) : 리보솜이 붙어 있어서 rough하게 보인다.

 

리보솜(ribosome)

단백질 합성공장 -> 아미노산 간의 펩티드 결합을 촉매하는 효소를 가지고 있어서 폴리펩티드를 합성한다.

 

골지 복합체(Golgi complex)

단백질을 가공하고 변형시키며 분류한다.

cis면 - 중앙부위 - trans면 : 세 영역으로 나눔

 

단백질의 합성 순서

1. 리보솜에서 합성된 단백질이 소포체 내로 이동, 당성분 첨가

2. 수송소낭이 당단백질을 골지복합체의 시스면으로 수송

3. 당단백질이 골지체에서 추가적으로 더 변형

4. 당단백질이 트랜스면으로 이동하여 수송낭에 탄다

5. 원형질막 또는 다른 세포소기관으로 수송된다.

6. 수송소낭이 원형질막과 융합되어 당단백질을 세포 바깥으로 내보낸다.

 

리소좀(lysosome)

소화 효소를 가진 작은 낭. 식세포 작용을 한다. 작은 유기물이나 세균, 노화된 세포 소기관 등을 가수분해

 

페르옥시솜(peroxisome)

카탈라아제 효소를 가지고 있어 유독성 과산화수소를 분해한다.

 

액포(vacuole)

액포막(tonoplast)으로 둘러 쌓인 세포소기관. 동물 세포에서의 리소좀 역할 수행.

영양분, 염류, 색소, 폐기물, 산, 중금속 등 저장

성숙할 수록 액포의 크기가 커지며, 세포 부피의 90%까지 차지한다. 부피를 이용해 팽압을 유지하는 역할을 한다.

 

미토콘드리아(mitochondria)

에너지를 전환하는 세포소기관 - 호흡을 통해 ATP를 만든다

세포자살(apoptosis)에 관여한다 -> 에너지 대사 방해, 세포파괴 효소 활성

이중막으로 둘러쌓여 있다.

자신의 교유한 DNA와 리보솜을 갖추고 있어서 스스로 성장하고 번식한다.

 

염록체(chloroplast)

빛을 흡수하는 (carotenoid) 색소 포함

이중막으로 둘러쌓여 있다.

자신의 교유한 DNA와 리보솜을 갖추고 있어서 스스로 성장하고 번식한다.

 

세포골격

세포의 물리적인 강도, 세포의 모양 및 세포의 이동 등에 관여한다.

미세소관, 미세섬유, 중간섬유

 

미세소관(microtuble)

속이 비어있는 원통형이다.

알파-튜블린, 베타-튜블린으로 구성되어 있다.

9x3의 배열로 중심립을 형성하며, 두개의 수직된 중심립으로 중심체를 형성한다. (구조적 역할)

미세소관의 음극 끝은 미세소관조직화중심(MTOC)에 고정되어 있다.

미세소관-연합단백질(MAP)는 "구조형 미세소관-연합단백질" 과 "운동형 미세소관-연합단백질"로 나뉜다.

세포내 여러 수송 경로를 제공해 준다. 키네신(+쪽으로)과 디네인(-쪽으로)이라는 운동 단백질은 미세소관 위를 걸어 다니면서 소기관을 이동시킨다.

섬모와 편모의 주요 구성성분이다. (9x2의 배열)

갯수가 작고 길이가 긴 경우 편모(flagella), 짧고 많은 경우 섬모(cilia)

 

미세섬유(microflilament)

액틴 섬유라고도 한다. 구슬모양의 액틴(actin)분자가 꼬여있는 2개의 중합체 고리로 이루어 져 있다.

근육세포에서 액틴은 미오신(myosin)이라는 단백질과 결합하여 근수축 섬유를 만들어 낸다.

미오신과 결합된 액틴섬유는 세포 분열시 수축 고리를 형성하여 세포질 분열을 유도한다.

 

중간섬유(intermediate filament)

미세섬유 보다 굵고 미세소관보다 가늘다. 세포의 모양을 유지시켜 주는 역할을 한다.

미세소관과 미세섬유는 모든 진핵세포에 다 있지만 중간섬유는 일부 동물군만이 가지고 있다.

 

세포외 기질(extracellular matrix : ECM)

겔 형태의 탄수화물과 질긴 섬유인 콜라겐(collagen)으로 구성

피브로넥틴(fibronectin)이 세포 결합을 돕는다(안테나) -> 인테그린(integrin)과 연결 되어 있다.

식물의 경우 1차 세포벽, 2차 세포벽(주로 목본류, 죽은 식물)이 있다. 2차 벽이 안쪽에 있다.

1차 세포벽 밖, 세포와 세포 사이에 공간이 있는데 이를 중간층(middle lamella)라고 부른다. 펙틴(pectins)이라 불리는 접착제 역할을 하는 다당류층이다.