bio membrane

소개글

bio membrane에 대한 보고서 자료입니다.

목차

• 서 론

bio membrane에 대해서...

1. 생체막의 구조
2. 생체막의 기능
3. 생체막의 물질 조성과 구조
4. 세포내의 생체막 구조
5. 생체막의 특성

▲세포막
▲세포막의 구조
▲생체막 단백질의 기능

1. Passive transport(수동이동)
2. Passive facilitated diffusion
3. Active mediated transport

▲bio membrane에 관한 최근 연구 동향

•보편적인 생체막 수용체인 PH영역의 발견
•생체막 측정을 위한 아질산 미소감지기 개발
•살아있는 세포에서의 생체막 구조
•Alport 증후군은 잘못된 신장 성장과 연관이 있다.
•일본 과기청, 생체막 지질의 기능 해명 연구추진
•일본유지 생체적합성이 높은 신소재 개발
•미래의 문을 여는 바이오칩

< 결 론 >

< 참 고 문 헌 >

본문내용

한 바이오센서와 바이오칩은 현재 의료와 식품 그리고 환경산업에서 다양하게 응용되고 있으며, 미래에는 차세대 전자소자와 부품으로 사용될 것이다.
※ "전자코"도 가능
바이오센서는 1962년 미국의 클라크 박사에 의해 처음 시도됐다. 그는 혈액 속의 포도당을 관측하기 위해 분자를 식별하는 능력을 갖는 효소와 산소 전극을 결합하면 포도당의 농도를 알 수 있을 것이라고 생각했다. 혈액내 포도당 농도의 측정은 당뇨병환자에게 대단히 중요한 것이었다.
효소는 기질이라 불리는 특정 분자와 반응하기 때문에 여러 분자가 섞여 있어도 방해받지 않고 선택적으로 반응 할 수 있다. 이러한 분자인식능력을 이용하면 복잡한 조성의 혼합물 속에서 특정 물질을 분리해내지 않고도 효소를 사용해 편리하게 분자를 식별해 낼 수 있다. 그러나 대부분의 효소는 수용성이므로 이를 센서의 구성성분으로 이용하기 위해서는 물에 녹지 않는 형태로 제작해야 하므로 효소를 분자막 형태로 만들어야 했다.
1967년 업디크와 히크는 포도당 산화효소를 막 속에 고정시키고, 이를 산소 전극과 결합시켜 포도당 센서를 만들었다. 그 후로 생체분자박막을 제작하는 기술은 바이오센서 개발에 필수적인 요소로 인식됐다. 초기부터 현재까지의 포도당 측정용 바이오센서는 혈액을 채취하여 측정하는 형태였으나, 최근에는 센서를 고분자박막으로 둘러쌓아 동물 내에 삽입해 포도당을 측정하는 센서가 개발되고 있다.
바이오센서는 특정 반응을 수행하는 생체분자막과 반응의 결과를 전달하는 신호 변환기로 구성돼 있다. 바이오센서는 반응결과를 전기적 신호로 변화시키는 신호변환기의 원리에 따라 크게 전기화학적, 광학적, 열적, 그리고 압전바이오센서로 구분된다. 광 신호는 자기장과 전기장의 간섭을 받지 않으므로 극미량의 성분 측정이 가능하고 빛의 파장을 바꿔 가며 여러 가지 성분을 도시에 측정할 수 있어 최근 가장 많이 사용된다.
현재의 바이오센서의 기술은 면역반응측정, 혈액내의 성분 측정, 생물반응기내의 각종 성분측정, 폐수내의 오염물질 측정에 응용되고 있다. 최근에는 인간의 후각 기능을 모방해 대기내의 오염물질을 측정하는 전자코(electrical nose)센서와 같은 감각센서가 상용화되고 있다. 또한 맛을 측정하는 미각센서와 색채를 구별하는 광수용기능의 시가센서들의 개발이 진행되고 있다. 감각센서에서 측정은 생물분자막에 의해 수행돼 전기신호화 된다. 신호들은 뇌의 정보처리 기능을 모방한 인공신경망(neural network) 알고리즘에 의해 분석된다.
※ 스스로 복귀하는 능력
컴퓨터는 전기적 신호에 의해 상태를 구분하고 지정된 주소에 할당함으로써 정보를 저장한다. 전기적 신호에 의한 상태 구분은 생명체 안에서도 존재한다. 생화학반응에 참여하는 생체분자들은 인접한 분자들과 산화-환원 상태가 다르다. 이것을 구동력으로 생체분자 사이에 전자를 전달하면서 미세한 전류를 일정한 방향으로 흘려 보낸다. 이를 고려해 생체 내에서 전자전달 반응에 관여하는 생체분자(대부분 단백질)를 일정한 방향으로 배열시킴으로써 기능성 생체분자막을 제작한다. 각각의 구성성분을 배열한 후, 전기나 빛으로 자극하면 상태 구분이 가능한 전기적 응답신호를 보낸다. 이것이 컴퓨터의 전자소자와 같은 역할을 수행하는 생물전자소자인 바이오칩이다.
실리콘칩의 기본단위인 집적회로에 해당하는 것이 바이오칩을 구성하는 단백질이다. 세포내의 전자전달계가 지닌 특성을 모방해 서로 다른 산화-환원 상태가 높은 생물분자에서 낮은 생물분자 쪽으로 전자가 이동한다. 이러한 일방적 전자전달 특성은 기존의 실리콘칩의 기본요소인 다이오드의 특성과 일치한다. 이것은 전자의 흐름에 따라 전기적 신호를 구분할 수 있는 스위칭 특성을 제공한다.
빛이나 전기 같은 외부 자극을 이용해 단백질 복합체의 산화-환원 상태를 조절하고, 구분이 가능한 상태(현재의 메모리개념으로 설명하자면 on=1, off=0)를 규정함으로써 정보를 저장하고 전달하는 바이오칩으로 사용할 수 있는 것이다.
분자수준에서 동작하는 바이오칩은 수십에서 수백 Å(옴스트롬, 1Å=1백억 분의 1m)의 크기인 분자공간에서 전자를 제어한다. 이처럼 초미소공간 내에서 전자의 움직임을 조절할 수 있게 된 것은 생물분자막 덕택이다.
그러나 바이오칩을 구성하는 데에는 한계가 있다. 핵심 기술인 전자를 전달하는 단백질로 생체분자막을 구성하기 어려우며, 여러 개의 전자전달 단백질들이 결합돼 하나로 구성되는 단백질 복합체의 생산이 그리 만만하지 않기 때문이다.
만약 생체의 유전방식을 바이오칩의 구성에 필요한 생체박막 형성에 도입한다면, 자체생성과 증식은 물론이고 결함이나 손상을 입었을 경우 스스로 복구하는 능력을 지닌 진정한 의미의 바이오칩이 탄생할 수 있다. 하지만 이러한 개념의 바이오칩이 만들어지려면 여러 부분의 과학기술이 통합돼야 한다. 유전자조작 기술과 소자설계기술, 그리고 생체분자박막 제조와 분자 배열기술이 그것이다.
< 결 론 >
생명과학이란 물리, 화학의 법칙들로 복잡다단하게 이루어진 생명현상을 탐구하는 학문으로서 그 응용성이 인류의 건강과 복지에 직접적으로 그리고 광범위하게 기여하고 있기 때문에 최근 첨단과학으로서 각광을 받고 있다.
최근들어 생화학, 분자생물학의 급속한 발전은 생명에 대한 탐구를 한층 더 분자수준으로 접근하게 하였고, 유전자 연구등은 이미 각종 질병의 원인을 밝히는 기초가 되었다. 생명과학과는 첨단생물학 방법의 이용과 새로운 기술의 개발을 통하여 생명의 이치를 탐구 하는데 그 기본목적을 두며, 각종 응용분야에 그 기본적 지식을 제공할 것이다. 이러한 응용분야는 선천적 또는 후천적으로 유발되는 각종 질병의 원인규명과 의약품 개발, 분자생물학을 이용한 새로운 기술의 개발과 특허, 유용한 단백질과 펩타이드들의 디자인과 생산, 그리고 환경보존을 위한 생물학적 방법들을 들 수 있으며, 이러한 응용 분야들은 산학 협동을 통하여 효율적인 체계를 갖출 수 있을 것이다.
< 참 고 문 헌 >
저 자 출 판 사
● 생 화 학 金 世 權 淸 文 閣
● 生 化 學 李 美 化 외 4명 正 文 閣
● 인터넷 웹문서 ㆍ야 후
ㆍ네 이 버
ㆍ심 마 니...등등

키워드

bio membrane,   생체막,   세포막,   바이오칩,   Passive transport,   Passive facilitated diffusion,   Active mediated transport,   단백질