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생물학Biology

동물세포

몸과마음 2020. 7. 22. 16:23

 

1. 세포막

세포막(細胞膜, 영어: cell membrane)은 모든 세포가 가지고 있는 구성요소이며, 세포 내부와 외부를 서로 구분해준다. 세포막은 인지질 및 단백질 분자로 구성된 얇고 구조적인 인지질 이중층으로 되어 있으며, 선택적인 투과성을 지닌다. 세포 표면막은 수용체 단백질과 세포부착 단백질(막단백질)을 지니고 있기도 한다. 이외에도 다른 기능을 수행하는 단백질들도 존재하며, 이러한 단백질은 세포 기능 및 조직 구성을 항시 일정하게 유지하는 데 매우 중요한 역할을 담당한다.

동물 세포에서, 세포막은 이러한 역할을 홀로 수행하는 반면, 효모, 세균, 식물에서는 세포벽이 최외곽 경계를 형성하며, 물리적인 방호력을 제공한다. 세포막은 대략 10 나노미터 두께이며, 투과 전자 현미경으로 희미하게 구분할 수 있다. 세포막의 또 다른 중요한 역할은 세포전위를 유지하는 것이다.

 

2. 세포외 기질

세포외기질(細胞外基質, extracellular matrix)은 주로 동물의 구조적 지지등을 담당하는 조직이다. 세포외기질은 동물의 결합 조직에 속한다.

세포외기질은 세포 사이의 기질과 기저막으로 구성된다. 세포 사이의 기질은 여러 세포들 사이의 공간을 채우는 기질이다. 다당류로 이루어진 겔과 단백질 섬유가 세포 사이에 채워져 있어 세포외기질의 완충 작용을 돕는다. 기저막은 얇은 종이처럼 구성되어 있으며, 그 위에 상피조직이 위치한다.

 

3. 리소좀

리소좀(Lysosome)은 단백질 분해 효소가 들어있는 세포 내의 작은 주머니이다. 일반적으로 오래되어서 못 쓰게 된 세포소기관을 파괴하거나 외부에서 탐식작용을 통해 먹어 치운 바이러스나 박테리아 같은 외부 물질들을 파괴하는 데에 사용된다. 일반적으로 리소좀 내부는 상당히 낮은 pH 조건을 유지하고 있다.

 

4. 퍼옥시솜

퍼옥시좀(peroxisome) 또는 마이크로바디(micro body)는 신장과 간의 세포에 다수 분포하는 용해소체이다. 포유동물의 경우 독소를 분해하는 간과 신장에 주로 분포하고 식물에는 광합성세포와 발아중인 종자에서 나타난다. 어느 세포에 존재하는가에 따라 서로 다른 기능을 수행한다.

 

5. 미토콘드리아

미토콘드리아(영어: mitochondria 단수:mitochondrion, 고대 그리스어 mitos: 끈 + chondros: 낱알)는 진핵생물에서 산소 호흡의 과정이 진행되는 세포 속에 있는 중요한 세포소기관으로, 한자 표기로는 사립체(絲粒體) 또는 활력체(活力體)라고도 한다. 미토콘드리아라는 이름은 아래의 모식도에서 잘 나타나 있듯이 겉모양이 낱알을 닮고 내부 구조가 마치 끈을 말아 놓은 것 같다고 하여 붙여진 이름이다.

기본적인 기능이 여러 유기물질에 저장된 에너지를 산화적 인산화 과정을 통하여 생명활동에 필요한 아데노신삼인산(ATP)의 형태로 변환하는것이기 때문에 미토콘드리아는 세포의 발전소라고 할 수 있다. 보통 미토콘드리아는 세포의 25%의 세포질을 차지하고 있으나 그 크기와 수가 세포의 종류와 역할에 따라 다양하다. 자체적인 DNA(미토콘드리아 DNA)와 RNA를 가지고 있어 세포질 유전에 관여한다. 자체적인 DNA의 존재와 이중막 구조는 미토콘드리아뿐만 아니라 엽록체에서도 나타나는 것으로 오래전 세균에 의한 세포내 공생의 결과로 진핵생물의 탄생이 이루어진 데서 유래한 것으로 여겨진다.

 

6. 세포핵

세포핵(한국 한자: 細胞核, 영어: Cell nucleus)은 모든 진핵생물에서 발견할 수 있는 세포 내의 기관중 가장 핵심기관이다. 히스톤 단백질과 같이 염색체를 구성하는 다양한 단백질 복합체로 된 긴 선형의 DNA로 된 유전자중 대부분의 정보를 담고 있다. 핵은 유전자가 변형되지 않게 유지하고 유전자 발현을 조절함으로써 세포의 활성을 조절하는 역할을 하며 세포 분열과 유전에 관여한다. 공 모양이거나 타원 모양인 경우가 많다. 크기는 지름이 수μm(마이크로미터)에서 20~30μm 정도가 보통이다. 전자 현미경에 의한 관찰에서 핵은 안팎 2층으로 이루어진 핵막으로 둘러싸여 있고, 여기에 핵공이라는 다수의 구멍이 있는 것으로 알려져 있다. 대부분의 분자들은 핵막을 통과할 수 없고 작은 분자들이나 이온은 핵공을 통해 이동한다. 단백질과 같은 큰 분자들의 경우 운반체 단백질에 의해 조절되는 능동수송으로 이동한다. 또, 핵막의 바깥쪽 막은 그 일부가 세포질 쪽으로 튀어나와 소포체의 막과 연결되어 있어서, 핵과 소포체를 잇는 구조로서 주목되고 있다.

핵 속에는 핵액과 핵소체, 염색사가 들어 있다. 핵소체는 그 주성분이 단백질과 RNA로서, 리보솜을 만드는 리보솜 RNA를 생성하는 장소로 알려져 있다. 염색사는 실 모양을 하고 있으며, 핵 내부에 고르게 분포되어 있다. 그러나 핵분열을 시작하면, 이것이 꼬이면서 응축되고 굵어져서 생물의 종류에 따라 특수한 모양과 일정한 추의 염색체가 되므로, 광학 현미경으로 똑똑히 관찰할 수 있는 상태가 된다. 핵은 핵분열 때의 염색체 활동에 의해, 유전정보를 원래의 세포에서 새로 생기는 세포에 전하는 활동을 하지만, 정지핵 상태에서도 유전자의 본체인 A가 다시 활동하여 유전 정보에 맞는 단백질이 만들어지는데, 이와 같은 단백질 합성 과정의 설명은 근대 유전학에 있어서의 큰 성과이다.

 

7. 리보솜

리보솜(영어: ribosome)은 아미노산을 연결하여 단백질 합성을 담당하는 세포소기관으로 리보솜 RNA와 단백질로 이루어져 있다. 리보솜은 대단위체와 소단위체로 분리되어 있으며, 두 단위체가 결합하여 단백질 합성을 수행한다.

 

8. 소포체

소포체(小胞体, 영어: Endoplasmic reticulum)는 모든 진핵세포에서 발견되는 세포소기관의 하나로 소포세관(tubule), 소포(vesicle), 시스터나(cisterna)가 그물모양으로 이루어져 있다. 소포체는 단백질을 만들어서 세포곳곳에 전달한다.(원핵세포는 막으로 된 세포소기관을 가지고 있지 않기 때문에 소포체를 가지고 있지 않다.) 소포체의 기본 구조 및 구성은 비록 핵막의 연장(내막계(Endomembrane System))이지만 일반적인 세포막과 비슷하다. 소포체는 세포막의 일부가 될 단백질(막횡단 수용체나 막내부 단백질)을 비롯하여 세포 밖으로 분비될 단백질(즉 소화 효소, 칼슘흡착, 글리코겐과 스테로이드또는 고분자물질의 합성/저장 등)의 합성, 단백질 2차 구조 형성, 수송이 이루어지는 곳이다. 근육에서의 소포체는 근소포체(sarcoplasmic reticulum)로 불린다.

 

조면소포체

조면소포체(Rough ER)는 세포막, 세포소기관에서 사용될 단백질 및 세포 밖으로 분비될 단백질을 합성하고 운반한다. 해당 단백질에 대한 mRNA의 번역은 조면소포체에 붙은 리보솜에서 이루어진다. 단백질이 합성되고 잠시 뒤, 대부분의 단백질은 소포를 통해 골지체로 이동한다.[3] 조면소포체는 골지체와 협력하여 단백질의 표적을 정하여 단백질이 제자리에 갈 수 있도록 한다.

 

활면소포체

활면소포체(Smooth ER)는 세포형태에 따라 다양한 물질대사 기능을 수행한다. 세포막의 인지질을 포함한 여러 지질 및 지방산, 호르몬등의 스테로이드의 합성에 관여하며, 또한 탄수화물 대사, 세포 독성의 해독, 칼슘 저장 등에도 중요한 역할을 수행한다. 스테로이드 호르몬을 생산하는 세포, 해독을 수행하는 간 세포, 근육세포(신호전달물질로서의 칼슘이온 저장소)에서 활면소포체가 잘 발달해있다. 또한 세포 내부에서 영양 분자를 수송하는 일도 담당한다./ 활면소포체는 표면적이 넓게 확장되어 있기 때문에 중요한 효소와 그 산물의 저장과 기능을 촉진시킬 수 있다.

 

9. 골지체

세포생물학에서 골지장치 혹은 골지체, 골지복합체(영어: Golgi apparatus)는 식물, 동물, 균류 등의 대부분의 진핵세포에서 발견되는 세포소기관이다. 골지장치의 이름은 이를 1898년에 처음으로 발견한 이탈리아 해부학자 카밀로 골지(Camillo Golgi)의 이름을 따서 명명된 것이다. 골지장치의 주요한 기능은 세포막, 리소좀, 엔도좀으로 향할 단백질을 처리하며, 소포에 정렬하는 것이다. 그러므로 세포의 중추 전달 체계라고도 할 수 있다.

조면소포체를 떠나는 대부분의 전송 소포는 골지장치로 전달 되어서, 수정, 정렬, 최종 목적지로의 운반이 수행되게 된다. 골지장치는 대부분의 진핵세포에 존재하지만, 분비될 물질이 많은 곳에서 더더욱 역할이 중요해진다. 예를 들어, 우리 신체의 면역체계에서 항체 분비 세포 가운데 하나인 플라즈마 세포는 다량의 골지장치를 지니고 있다.

 

10. 중심체

중심체(中心體, centrosome)는 세포생물학에서 동물 세포의 주요 미세소관형성중심(MTOC) 역할을 함과 동시에 세포 주기의 조절 역할을 하는 세포소기관이다.

 

11. 미세소관

미세소관(Microtubule)은 진핵세포의 세포골격을 구성하는 세포 구조중의 하나이다. 미세소관은 튜불린 단백질의 이합체가 지름 25 나노미터의 원통 모양으로 이루어져 있는 구조이다. 미세소관에는 방향성이 있어서 튜불린이 붙기 쉬운 쪽을 +쪽으로 두고, 해리되기 쉬운 쪽을 -로 둔다. 속도는 유리 튜불린의 농도로 결정되며 고농도에서는 어느 곳에서도 붙기 쉬워지고 저농도에서는 해리되기 쉬워진다. 미세소관은 세포에 운동성을 제공한다. 대표적으로 편모와 섬모는 미세소관으로 구성되어 있으며 세포의 운동을 담당하는 세포 기관이다. 그 외에도 미세소관은 세포내 수송을 담당하며, 미토콘드리아나 소포와 같은 세포소기관을 운반하며, 식물에서는 세포벽의 합성에도 관여한다.

 

12. 액틴필라멘트

 

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