세포의 구성물질과 기능

소개글

세포의 구성물질과 기능에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 세포는 생명의 기본단위다.
(1) 세포의 크기와 모양은 다양하다.
(2) 세포의 관찰은 현미경으로 가능하다.
(3) 세포는 크게 두 종류로 나눌 수 있다.

2. 원핵세포는 일반적으로 모양이 동일하지만 특수 구조도 지니고 있다.

3. 진핵세포는 복잡한 구성과 특성을 지닌다.
(1) 대부분의 세포소기관은 내막계로 이루어져 있다.
(2) 진핵세포에서 핵은 가장 중요한 세포소기관이다.
(3) 핵은 유전물질의 대부분을 지니고 있다.
(4) 리보솜은 단백질 합성의 장소다.
(5) 소포체는 조면 소포체와 활면 소포체로 구분된다.
(6) 세포생성물의 변환은 골지체에서 마무리된다.
(7) 리소좀은 소화효소를 지니고 있다.
(8) 미토콘드리아는 에너지 전환 세포소기관이다.
(9) 미토콘드리아는 세포 내 공생자다.
(10) 기타 세포소기관
(11) 세포질에는 세포골격이 있다.
(12) 세포골격은 미세섬유, 중간섬유, 미세소관으로 구성되어 있다.
(13) 중심립은 세포분열과 관련되어 있다.
(14) 모든 섬모와 편모는 유사한 미세소관으로 되어 있다.
(15) 세포외 구조로 식물은 세포벽, 동물은 세포외 기질이 있다.

4. 세포막(원형질막)의 구조와 특성
(1) 세포막은 인지질의 이중층인 단위막에 단백질과 탄수화물을 가지고 있다.
(2) 세포막의 기능은 유동 모자이크모델로 설명할 수 있다.
(3) 세포 사이는 세 가지 형태로 연결한다.
(4) 세포막을 통한 물질 이동은 확산에 의한 수동수송으로도 가능하다.
(5) 물질의 농도 차이를 역행하는 능동수송도 있다.
(6) 거대 분자의 이동은 엔도시토시스와 엑소시토시스에 의한다.

본문내용

진다. 이렇게 유전물질과 단백질 합성 기구를 갖고 있지만 완전히 독립된 생활은 못하고, 핵 DNA의 유전정보에 따라 세포질에서 만들어진 많은 종류의 단백질이 미토콘드리아 내로 전해진다. 이러한 것들이 미토콘드리아의 기원에 대해 의문을 제기하게 되었다.
많은 생물학자들은 미토콘드리아가 한 때는 독립된 생활을 하던 원핵세포였다가 내부공생자(endosymbiont)로 되었다고 생각하는데, 이 가설을 내부공생설(endosymbiosis hypothesis)이라 하지만 완전한 학설로 받아들여지고 있지 않다. 식물세포의 엽록체도 자신의 DNA를 지니고 있고 그 기능은 전혀 다르지만 여러 가지 면에서 미토콘드리아와 유사하여 내부 공생자로 생각한다.
미토콘드리아와 유사하게 세포소기관의 형성에 병원체가 관여할 것이라는 가설이 1970년대 초 미국 테네시 대학의 세포생물학자 전광우 박사가 아메바에 공생하는 박테리아 연구에 의해 제기되었고, 이후 여러 한국인 학자들이 공동으로 참여하여 연구를 계속하고 있다.
(10) 기타 세포소기관
앞에서 언급한 세포소기관들은 모든 진핵세포에서 볼 수 있는 것이지만 어떤 세포소기관은 동물 세포나 식물 세포에서 주로 볼 수 있는 것도 있다. 예를 들어, 퍼옥시솜은 동물과 식물세포 모두에서 볼 수 있지만, 엽록체와 액포는 주로 식물세포에 있다.
엽록체(chloroplast)는 직경이 2-3 um이고, 길이는 5um 정도인 에너지 생성 세포소기관이다. 미토콘드리아와 마찬가지로 2개의 막으로 된 이중막이 있고, 내부는 막구조인 틸라코이드 소낭(thylakoid vesicles)과 이들이 겹겹이 싸여 그라나(grana)를 이루고 있으며, 수용성 물질로 채워진 스트로마(stroma)로 된 매우 복잡한 구조를 띤다. 자체에 고리 모양 DNA와 리보솜을 갖고 있다. 엽록체는 광합성 과정을 수행하는데, 빛에너지를 이용하여 이산화탄소와 물로부터 포도당을 만든다.
액포(vacuole)는 전자현미경으로 보았을 때 내부에 구조물이 없는 빈 공간의 막으로 둘러싸인 세포소기관이지만 대개 용액으로 채워져 있는데 다양한 물질이 용액이나 현탁액의 형태로 존재한다. 액포의 구조는 간단한 데 비하여 그 기능은 다양하다. 생물체 내의 대사 과정에 생기는 부산물이나 노폐물을 동물은 특이한 배설기관이 있어 밖으로 내보내는데, 식물은 액포 속에 저장한다. 이들 중에는 독성을 띠는 것도 있어 식물이 자기 보호의 역할을 할 수 있다. 또한, 액포에 채워진 용액에 의한 팽압(turgor)으로 자신의 구조를 지탱하는 역할을 하기도 한다. 액포에 채워진 색소는 단풍을 이룰 수 있고, 꽃은 색깔을 나타내므로 곤충을 유인하여 수분이 이루어질 수 있다. 원생생물인 단세포생물이나 해면 동물 같은 다세포생물에서 보이는 식포(good vacuole)나 민물 원생생물에서 볼 수 있는 수축포(contractile vacuole)도 액포에 해당한다.
퍼옥시솜(peroxisome)은 1954년 로딘이 신세뇨관 세포에서 처음 발견한 미소체(microbody)로, 직경이 약 1 um 정도이 고 한 겹의 막으로 둘러싸여 있는 과립으로 지방산이나 아미노산을 분해하는 효소를 지니고 있다. 이 분해과정에서 유해한 과산화수소가 생기는데 이를 분해하여 무해한 물과 산소로 만드는 카탈라아제나 과산화효소를 갖고 있어 명명된 세포소기관이다. 식물에서는 지방산대사를 수행하는 글리옥시솜(glyoxysome)이 있는데 퍼옥시솜과 구조적으로 유사하다. 특히, 종자가 발아할 때나 유식물이 생장할 때 저장되어 있던 지질을 다응로 전환하는 데 관여한다.
(11) 세포질에는 세포골격이 있다.
앞에서 언급한 세포소기관들은 막과 결합한 것들이다. 세포질 내의 나머지 단순히 세포질기질로 오랫동안 알려져 왔으나, 세포골격이 밝혀졌는데, 가늘고 긴 섬유상의 단백질로 된 구조물이었다. 이들은 세포의 물리적 구조를 지탱하게 하고 세포 운동에 관여하지만 막과 결합되어 있지는 않다. 세포골격은 미세섬유, 중간섬유, 미세소관의 세 가지 유형을 볼 수 있다.
(12) 세포골격은 미세섬유, 중간섬유, 미세소관으로 구성되어 있다.
미세섬유(microfilament)는 개개의 필라멘트로 되어 있거나 다발로 묶여서 망상 구조의 네트워크를 이룬다. 미세섬유는 직경이 7nm 이고 길이는 수 um 정도이며, 구슬 모양의 액틴(actin) 단백질이 나선형으로 중합하여 만들어진 것이다. 액틴의 중합에 의한 미세섬유는 가역적이어서 액틴으로 분해되면 미세섬유는 세포에서 사라진다.
미세섬유는 이들과 결합한 단백질에 따라 다양한 역할을 하지만 주로 세포 구조를 안정화시키거나 세포의 수축을 돕는다. 예를 들면, 근육세포에서는 미오신(myosin)과 결합, 근수축에 관여한다. 아메바 운동을 하는 생물체(아메바)나 세포(백혈구, 대식세포 등)에서는 위족(pseudopodia) 형성에 관여하여 세포가 이동할 수 있게 한다. 창자의 미세융모(microvilli)에서는 액틴 미세섬유가 지지대 역할을 한다. 적혈구도 액틴이 스펙트린(spectrin)이나 안키린(ankyrin)같은 단백질과 결합, 아령 모양을 띤다.
중간섬유(intermediate filament, 중간형 필라멘트)는 다세포생물에서만 보이며 케라틴 계통(keratin family)의 섬유성 단백질이 모여 직경이 8-12nm인 로프형태를 띤 것으로 세포의 구조를 안정화시켜 그 모양을 유지하도록 도와주는 역할을 한다.
중간섬유는 미세섬유를 지지하는 망상조직의 일부로 작용한다. 상피조직에서는 케라틴 단백질로 된 중간섬유가 망상을 이루어 표피층을 만든다. 핵막과 골지체 등 세포기관에서는 구조적지지 기능을 담당한다. 핵의 내막 부위에 라민(lamin)단백질로 이루어진 기저층(nuclear laminar)도 중간섬유다.
미세소관(microtubule)은 세포골격 중에서 직경이 가장 커 25nm 정도이고 길이는 수 um 정도로 길며 속이 빈 실린더 모양으로 튜불린(tubulins)단백질 분자의 결합으로 만들어진다. 튜불린에는 알파-튜뷸린과 베다-튜불린이 있는데 이들이 이합체(dimer)를 형성하여 나선형으로 배열하여 마치 원통형의 미세소관을 만드는데 그 단

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