4. 세포의 구성과 특징

4-1 세포란 무엇인가?

*세포 -  물질대사 능력이 있고, 환경에 대한 조절 반응을 보이며, 생장과 생식을 하는 생명의 특성을 지니고 있는 가장 작은 단위이다. 기본적으로 세포라는 것은 유전물질을 담고 있는 1) DNA, 외부환경과 독립적인 형태로 세포를 유지시켜주는 2) 세포막, 나머지 부분을 차지하고 있는 3) 세포질로 구성이 되어있다.

 ->1) DNA - 어떤 형태의 세포로 존재하느냐에 따라 다르지만, 세균과 같은 단순한 구조의 원핵세포 내에서 DNA는 세포질의 일부로 핵 양체에 존재한다. 그러나 진핵생물에서의 DNA는 세포 내의 막으로 둘러싸인 주머니와 같은 핵에 쌓여있다. ->2) 세포막 - 세포를 외부와 독립적인 존재로 유지할 수 있게 해 준다. 그렇다고 외부로부터의 유입을 무조건적으로 막는 것은 아니다. 즉, 조건적 유입이라는 얘기다!!!! ->3) 세포질 - 세포막과, DNA를 제외한 나머지 부분을 말하며 세포의 생장에 있어 제일 중요한 단백질 합성, 에너지 생산과 저장 및 분해에 관련된 업무를 수행하는 곳이다. (*여기서 팁!!!!!! 세포는 왜 크지 않고 작은가?!! ->세포의 지름 및 면적이 너무 크면 영양소의 유입과 노폐물의 유출 속도가 대사활동을 따라갈 만큼 빠르지 못하기에 세포의 사멸을 초래한다. 그래서 세포는 작은 상태로 존재한다.)

4-2 세포에 대한 가설과 관찰방법

*세포 관찰의 역사 - 17세기 현미경의 발전을 기반으로 볼 수 없던 새로운 세계에 관심이 쏠리기 시작

                         º로버트 훅(Robert Hooke)이 코르크 조각을 관찰 후. 최초로 세포를 발견, `세포'라고 처음 명명함

                         º안토니 반 레벤후크(Antony Van Leeuwenhoek) - 직접 제작한 현미경으로 살아있는 세포 처음 관찰

                         º로버트 브라운(Robert Brown) - 최초로 세포 속에서 핵을 발견

                         º마티스 슐라이덴(Matthias Schleiden) - 모든 식물 조직은 세포로 구성되어 있는 `식물 세포설' 주장

                         º테오도르 슈반(Theodor Schwann) - 식물뿐만 아니라 동물의 조직도 세포로 구성되어 있다는 `동물

                                                                        세포설' 주장

*세포설 - 식물학자 마티스 슐라이덴(Matthias Schleiden)과 동물학자 테오도르 슈반(Theodor Schwann)의 주장을 근거로 삼아 `세포설' 개념 성립 1) 모든 생물은 하나 또는 다수의 세포로 구성이 되어있다. 2) 세포는 생명의 특성을 보여주는 가장 작은 단위 3) 생명의 연속성은 단일 세포의 생장과 분열의 직접적인 결과이다.

*현미경의 목적과 분류 - 목적 : 세포 내부를 보고싶다.

                                분류 : 1) 광학 현미경 - 가시광선 사용, 최고 해상력 200nm(0.2 마이크로미터)

                                        2) 전자 현미경 - 전자선 사용, 최고 해상력 0.2nm

 

4-3 세포막

*앞서 설명했듯이 세포막은 세포를 외부와 독립적인 존재로 규정지어주는 역할을 하며, 세포 내, 외부로의 물질의 출입을 담당하고 있다. ->세포막 - 머리 쪽은 친수성(물과 친한), 꼬리 쪽은 소수성(물과 안 친한)의 성질을 가지고 있는 인지질이 이중층의 구조로 배치되어있으며 이는 막이 존재하는 세포들에게 공통적으로 발견된다. 이중층의 배열로 이 사이사이에는 수많은 역할을 하는 각 단백질들이 포진되어있다. (정보교환, 조직 내의 세포 부착, 단백질의 합성, 배출 등의 역할을 하는 단백질) 아래 보이는 그림은 유동 모자이크 모델이라고 불리며, 방금 설명했던 모든 내용을 한눈에 보기

쉽게 정리해놨다.

4-4 원핵세포 그리고 진핵세포

-1) 원핵세포 - 구조적으로 가장 간단한 세포로 현존하는 세포 중에서 가장 작다. 이는 진정 세균과 고세균으로 나뉘며, 앞서 말했다시피 독립적인 세포로 형태를 유지해주는 세포막과, 세포질로 구성이 된다. 물론 이 세포 내에 DNA는 핵 양체의 형태로 세포질과 같이 섞여 존재한다. -2) 진핵세포 - 진핵세포는 말 그대로 진짜 핵이 존재한다고 하여 진핵 세포라 불리며, 원핵세포와 마찬가지로 세포질, 세포막으로 구성이 되어있는데, 다만 원핵세포와 다른 점은 DNA라는 유전

물질을 담아주는 막과 각 소기관을 분류해주는 막이 존재한다. 즉 핵이라는 개념이 명확이 규정된 세포이다.(원생 생물계, 균계, 식물계, 동물계)

 

4-5 핵

*핵 - 생명활동의 중심이 되는 역할을 한다. 1) 잠재적으로 위험한 세포질 화학반응으로부터 DNA격리 2) 핵 표면의 수용체, 수송체, 핵공을 조절함으로 DNA 유전정보에 대한 접근 허가 내림

*DNA와 RNA - DNA는 유전물질을 담고 있는 설계도의 원본과도 같은 개념으로 안전하게 핵 내에 보관하고, 이는 평소 분열 중이지 않을 때에는 염색사 형태로 풀어져 있기에 입자상으로 관찰이 되지 않는다. 분열을 진행하게 되면 원본인 DNA를 복사하여 RNA 형태로 각 대상들에게 명령을 전달한다. 

 

DNA--------------------> RNA--------------------> 단백질

                                    전사(복사) , 핵 내부                              번역, 세포질

*핵막과 리보솜 - 핵막은 두 층의 인지질 이중층으로 구성되어있으며, 이 사이에는 인지질 이중층을 가로질러 내외부의 물질 출입을 가능하게 해주는 단백질인 핵공들이 박혀있다. 다음, 단백질을 만드는 리보솜은 핵 속의 인에서 만들어진다.

 

4-6 세포 내막계

*소포체 - 핵막에서 시작되어 세포질의 각 부위로 물질을 이동시켜주는 통로 역할을 한다. 즉 세포 내의 고속도로와 같은 역할을 한다. 이는 1) 조 면소 포체, 2) 활면 소포체로 나뉘며, 이 소포체 주변에는 단백질을 합성하는 리보솜들이 포진되어있다. 1) 조면 소포체 - 납작한 주머니와 관으로 구성이 되어있으며 조면소포체의 외부 표면에는 리보솜이 부착되어있다. 이 조면소포체에선 단백질의 합성과 골지체 등의 대상으로 수송을 해주는 역할을 한다. 2) 활면 소포체 - 조면소포체와 달리 미끌미끌하며, 외면에 리보솜이 부착되어있지 않다. 이곳에서는 세포막을 구성하는 지질 분자의 합성, 독성물질을 분해하는 해독작용, 물질의 수송을 담담한다.

*골지체 - 소포체에서 유래되었으며, 이는 소포체의 말단 부위에서 부풀어 오르며 주머니 형태로 떨어져 나온다. 이들은 소포체 내에서 단백질 등을 저장하고 성숙시키는 물질 저장창고와 같은 역할을 한다. 

*리소좀 - 골지체에서 유래되었으며, 탄수화물, 단백질, 핵산, 지질 등을 소화시킬 수 있는 가수분해 효소를 보유하고 있다. 예를 들어보자면, 생물의 성숙과정에서 노후되거나 미사용 기관이 자가 분해되는 것을 들 수 있다. (ex. 올챙이의

꼬리 소멸, 태아 시절 손가락 사이 물갈퀴 소멸)

 

4-7 미토콘드리아와 엽록체

*미토콘드리아 - 에너지 대사 기관으로 ATP라는 에너지를 형성하는 기관이다.

*엽록체 - 식물세포에서 광합성을 수행하는 중요한 색소체이다. 이는 빛 에너지와 이산화탄소를 흡수하여 식물 내부에 포도당이라는 유기물을 합성한다.

오늘은 세포란 무엇이고 이는 어떻게 발견되고 연구되어왔는지에 대해 간단히 정리했습니다. 처음에는 많이 어렵지만 기본 개념을 숙지하시고 반복적으로 복습하다 보면 익숙해질 것이다. 더 자세한 내용이 궁금하신 분들은 아래 댓글을 달아주세요.