세포막을 통한 물질이동(생물)

목차

1. 구조적 기초(構造的 基礎)

2. 신경세포(神經細胞)

3.신경교세포(神經膠細胞)

4.감각성 수용기(感覺性 受容器)

5. 전기적(電氣的) 현상(現象)과 정보(情報)의 처리(處理)

6. 시냅스

Movement Cellular
CELL TRANSPORT

1. THE PLASMA MEMBRANE

2. 외재성 단백질(peripheral protein)

3. 표면 단백질(suface protein)

2. MECHANISMS OF TRANSPORT
/수한 삼투압 조건을 유지하는 데 도움을 준다.

능 동 수 송 <active transport>(能動輸送)

본문내용

단백질 : 수송할 분자의 종류와 결합할 수 있는 특이 형태의 결합부위를 가짐
형태적 변형을 수행함으로써 수송
- 단일수송 운반체(uniport carrier) - 하나의 분자나 이온을 한번에 이동
- 공동수송 운반체(cotransport carrier) - 하나의 물질 수송과 동시에 다른 하나를 같 은 방향이나 반대 방향으로 이동
ex) 소화관 내면의 세포 : 포도당과 아미노산은 반드시 나트륨 수송 과 상호 연관되어 수송
나트륨과 칼륨이온의 수송 : 반대로 일어나는 cotransport
* 나트륨 / 칼륨 이온 교환 펌프(sodium/potassium ion exchange pump)
: 칼륨을 세포내로, 나트륨을 세포 밖으로 이동시킴 - 동물세포의 경우 ATP 에너지의 1/3을, 신경세포 에서는 2/3를 소모
/수한 삼투압 조건을 유지하는 데 도움을 준다.
a. 동물 - 콩팥의 세포들은 세포 주변으로 이온을 이동시켜 염분 농도를 증가 시 키고 고장액 상태로 만듬 물이 들어와 혈액을 통해 몸 전체에 재분배
b. 식물 - 뿌리 근단세포로 이온이 능동수송되면 물의 유입이 증가되고 수압이 증 가되면 수류를 형성하여 잎에서 형성된 당이 식물 전체로 이동
동ㆍ식물에서 일어나는 능동수송은 수동수송과 연관되어 있고, 이들이 생체 과정 의 조절에 관여
* 그 외의 이온펌프
1. 칼슘 이온펌프
ㆍ신경세포 : 칼슘 이온이 신경세포로 들어오면 소낭(vesicle)을 원형질막으로 이동시켜
신경전달물질을 방출해 다른 신경세포를 활성화 시켜 신경메세지를 전달
ㆍ근육세포 : 근육 수축에 칼슘이온이 필수적, 근육 활동이 일어나지 않을 때에는 저 장 장소에서 다음 수축 이 일어날 때까지 저장한다.
ㆍ식물뿌리의 근단세포 : 뿌리가 중력 방향으로 자라도록 돕는다.
2. 양성자 펌프(proton pump) - 세포의 에너지 형성에 필수적
ㆍ미토콘드리아와 엽록체는 전기화학적 기울기를 통한 양성자 펌프의 작용에 의해 자 유에너지 형성 ATP 형성에서 모든 주요 반응에 이용
② 엔도시토시스와 엑소시토시스 : 세포 자신에 의한 물질의 도입과 방출을 의미
ㆍ엔도시토시스(endocytosis)
: 원형질막이 함입되어 외부물질이 유입되고 구형 소낭의 액포를 형성하여 표면에서 분리
(액포의 안쪽 면은 원래 원형질막의 바깥 면으로부터 형성)
- 식세포작용(phagocytosis) : 액포에 세포 부스러기나 고형물이 유입된 경우
- 음세포작용(pinocytosis) : 액포에 물이나 용질 상태의 물질이 유입된 경우
섭취된 물질은 액포와 융합한(lysosome)의 효소에 의해 소화
소화되지 않은 찌꺼기는 exocytosis를 통해 세포 밖으로 배출
세포들은 원형질막의 손실에도 불구하고 일정한 부피와 표면적 유지
endocytosis를 통한 막의 소실은 반대 과정인 exocytosis 과정을 통해 재보충(수용체 를 매개로한 엔도시토시스(receptor-mediated endocytosis)에서 원형질막은 신속히 되 돌아옴)
ㆍ엑소시토시스(exocytosis)
: 물질이 세포 밖으로 방출 ex)골지과립체의 분비세포
액포와 원형질막의 부착 - 수축성 미세섬유(contractile microfilament)가 관여
수축성 미세섬유가 액포와 막에 부착하여 서로 끌어당김
두 부착된 막의 접촉 부위가 열리고 액포의 막 내면은 바깥이 되며 내용물이 밖으로 배출
ㆍ수용체 매개 엔도시토시스(receptor-mediated endocytosis)
1. 원형질막에 있는 수용체 부위에 외부로부터 세포내로 수송되어야 할 물질이 융합
2. 수용체 부위에 물질이 더 많이 결합하면 막 표면이 오목해져 피막으로 둘러싸인 홈 형성
3. 계속적 함몰로 인해 피막소낭(coated vesicle)으로 분리
4. 저장 소낭에 리소좀이 융합해 물질은 세포내로 받아들여짐
능 동 수 송 (能動輸送)
세포막과 같은 생체막(生體膜)에서 물질이 통과할 때 생체 에너지를 쓰면서 수송되는 현상. 능동운반(能動運搬)이라고도 한다.
생물세포의 세포막이 세포 내외의 농도차(濃度差)를 이기고 어떤 특정물질을 세포 내로 흡수하거나 배출하는 작용을 말한다.
예를 들면, 다시마와 같은 해조류(海藻類)는 바닷물 중의 농도의 100배 이상이나 되는 높은 농도의 요오드를 그 세포 내에 가지고 있다. 세포 속의 요오드는 농도가 낮은 바닷물로부터 세포막을 통하여 적극적으로 세포 내로 흡수한 결과이다. 이것은 확산(擴散)의 법칙으로 설명할 수 없다. 세포막이 에너지를 소모하면서, 마치 언덕으로 수레를 끌어올리는 것과 같이 농도 기울기에 역행하여 물질을 운반한 결과이다. 이러한 작용이 능동수송인데, 이때에는 반드시 ATP로부터의 에너지 공급이 있어야만 한다. 이 현상은 생물체 내의 여러 곳에서 볼 수 있으며 매우 중요한 기능이다.
예를 들면, 대부분의 동물세포는 세포 바깥쪽에 비해 매우 높은 농도의 K을 함유하는 대신, Na은 바깥쪽보다 적게 함유하고 있는데, 이것은 ATP에 의해 에너지를 계속 소비하면서 Na-K펌프 작용에 의해 유지되고 있다. 실험 결과에 의하면 동물세포는 운동을 하지 않고 쉬고 있을 때는 전체 ATP의 1/3 이상을 이 Na-K펌프 작용에 이용하는 것으로 알려져 있다(나트륨說).
또, 신장은 사구체의 혈관으로부터 요세관(尿細管)으로 내보내는 여액(濾液) 중에서 포도당이나 아미노산 등을 그 농도보다 높은 혈액 중으로 재흡수한다. 이것도 요세관 세포의 능동수송에 의한다. 담수어(淡水魚)의 아가미는 농도가 매우 낮은 민물에서 나트륨 이온을 혈액 중으로 흡수하는데, 이것도 아가미 세포의 능동수송에 의한다.
메커니즘 : 능동수송의 상세한 메커니즘은 아직 밝혀지지 않았지만, 몇 가지 가설이 제시되어 있다. 그 중에서 이온이나 당 등의 분자가 운반체라고 하는 막 속의 특이성 물질(효소)과 결합하여 이동하며, 막의 반대쪽에 도달하면 해리된다. 그리고 운반체는 원래의 장소로 되돌아가서 다시 새로운 이온이나 분자와 결합하게 된다. 이 과정에서 에너지가 소비된다는 설이 가장 유력하다.

키워드

세포막,   신경세포,   신경교세포,   시냅스,   능동수송,   삼투압