본문내용
1. 세포의 구조와 기능
1.1. 세포의 발달
1.1.1. 물질합성 소기관
세포 내 물질합성 소기관들은 세포의 생명현상을 유지하는데 필수적인 역할을 담당한다. 핵, 리보솜, 소포체 등이 이에 해당하며, 이들은 주로 막 기능을 통해 단백질을 비롯한 생활에 필요한 물질들을 합성하고 세포 내 전달하는 역할을 수행한다.
핵은 세포활동과 세포증식을 조절하는 중심기관으로, 염색체의 DNA를 통해 세포의 유전정보를 저장하고 있다. DNA는 히스톤 단백질과 결합하여 염색사를 형성하며, 세포분열 시 응축되어 염색체 구조를 이룬다. 핵막은 두 겹으로 이루어져 있으며 바깥쪽 막은 세포질의 소포체와 연결되어 있다. 핵 내부의 인은 RNA를 합성하고, 이 RNA는 리보솜을 만드는데 사용된다.
소포체는 리보솜이 붙어 있는 조면소포체와 리보솜이 없는 활면소포체로 구성된다. 조면소포체에서는 리보솜에 의해 단백질이 합성되며, 이 단백질들은 소포체 안으로 들어가 당단백질 등으로 가공되어 골지체로 운반된다. 활면소포체는 지질 합성, 해독, 수축 작용 등에 관여한다.
골지체는 조면소포체에서 보내온 운반주머니를 받아들여 단백질을 가공, 농축, 포장하는 역할을 한다. 가공된 분자들은 골지체의 주머니 사이를 이동하다가 리소좀이나 세포막으로 보내진다. 식물세포의 경우 골지체가 세포분열에 필요한 다당류를 생산하여 운반주머니에 담아 분배한다. 또한 동물세포의 췌장 랑게르한스섬 세포에서는 골지체가 발달하여 인슐린을 저장하고 분비하는데 관여한다.
이처럼 물질합성 소기관들은 세포의 필수적인 기능을 수행하며, 각각의 고유한 역할을 통해 세포 전체의 생명현상을 유지하는데 기여한다고 볼 수 있다.
1.1.2. 물질분해 소기관
리소좀, 액포, 퍼옥시솜 등은 유해하거나 쓰고 남은 부산물을 재생한다. 분해기능을 갖는 이 세포소기관들이 모두 단일막의 주머니로 구성되어 있고 주머니 안에는 분해될 물질이 담겨 있다.
리소좀은 동물세포에만 있는 리소좀은 막으로 싸인 둥근 주머니로, 막주머니 안에 가수분해효소를 가지고 있다. 이 세포의 리소좀은 40여가지 이상의 소화효소를 포함하고 있다. 리소좀의 막은 소포체에서 만들고 효소는 조면소포체와 골체에서 형성된다. 리소좀은 유기물을 분해하고, 세포에 침입한 박테리아를 파괴한다. 백혈구는 포식한 박테리아를 리소좀의 효소로 분해하여 죽인다. 또한 리소좀은 손상된 세포소기관을 흡수해서 분해하여 새로운 세포소기관을 만드는 데 이용한다. 태아의 손가락 사이에 있는 물갈퀴를 제거하는 데에도 리소좀의 효소가 작용해서 세포자살을 유도한다. 간세포는 콜레스테롤을 분해하기 위해 많은 리소좀이 필요하다.
액포는 식물세포의 중심부를 차지하는 액포 또는 토노콜라스트라 부르는 막으로 둘러싸여 있다. 액포는 물을 흡수하여 식물세포가 커지고 세포벽이 지지역할을 하도록 하며 여러가지 물질을 저장하고, 리소좀으로도 작용한다. 식물세포는 외부에 비해 높은 농도의 용질을 가진다. 따라서 세포 내로 물이 들어오게 되고, 이 물은 액포에 저장되며, 그 결과 세포 안쪽에 팽압이 생겨 세포벽이 단단한 지지역할을 할 수 있다. 액포에는 식물세포의 생명 유지에 필요한 이온 등 화학물질과 세포대사에서 생긴 아미노산, 당, 안토시아닌 색소 등이 들어 있다. 감귤의 액포에는 당이 가득 차 있으며 우리는 이 부분을 먹는 것이다. 액포의 안토시아닌 색소는 꽃의 색깔을 결정한다. 식물세포의 액포는 노폐물이나 독성 물질을 결정으로 만들어 저장함으로써 리소좀의 기능을 수행한다.
퍼옥시솜과 글리옥시솜은 모두 단일로 싸여 있으며, 특정효소를 가지고 있다. 이 두 세포기관에 들어 있는 효소는 서로 다르지만 두 소기관을 구분할 필요가 없을 때에는 그냥 미소체퍼옥시솜에 들어 있는 카탈리아제는 과산화수소를 물과 산소로 분해하여 세포를 보호한다. 과산화 수소는 일부 세포에서 형성되는 독성물질이다. 간세포와 신장세포에는 독성물질의 분해를 위해 퍼옥시솜이 많이 들어있다. 글리옥시솜은 식물종자의 배유에 저장된 지방을 당으로 전환시키면 이 당은 어린 식물이 광합성을 시작할 때까지 탄소원과 에너지원으로 이용된다. 글라옥시솜에는 카탈리아제도 들어 있다.
1.1.3. 에너지 생산 소기관
엽록체와 미토콘드리아는 에너지를 생산한다. 엽록체는 빛에너지를 유기물 형태의 화학에너지로 전환하고, 미토콘드리아는 유기물질의 화학에너지를 ATP로 전환한다. 엽록체와 미토콘드리아의 막이 확정되어 있는 것은 세포가 필요한 에너지의 전환을 쉽게 하기 위해서이다.
엽록체는 식물세포에만 있으며, 빛에너지를 흡수하여 화학에너지로 바꾸는 광합성을 한다. 두 겹의 막으로 싸여 있는 엽록체는 독자적인 D...
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