1. 원핵세포와 진핵세포
지구상에 존재하는 많은 세포는 원핵세포와 진핵세포로 나눌 수 있습니다. 생물학자들은 모든 생명을 역이라는 세 가지 주요 그룹으로 분류하였습니다. 세균역(Bacteria)과 고세균역(Archaea)의 생물은 원핵세포(Pro-karyotic cell)로 이루어져 있으며 원핵생물이라고 하였습니다. 원생생물, 식물, 동물, 균류를 포함하는 진핵생물역(Eukarya)의 생물은 진핵세포로 이루어져 있으며 진핵생물이라고 하였습니다.
원핵세포는 다음과 같은 특징을 가지고 있습니다. 1) 약 35억년 전 처음으로 진화 2) 세균과 고세균에서 찾아볼 수 있습니다. 3) 작고 단순함 4) 원형질막을 가지고 있습니다. 5) 막으로 둘러싸인 세포소기관이 없습니다. 6) 단일 원형 염색체를 지닌 핵양체 영역을 가지고 있습니다. 7) 리보솜이 있습니다.
진핵세포는 다음과 같은 특징을 가지고 있습니다. 1) 약 21억년 전 처음으로 진화 2) 원생생물, 식물, 균류, 동물에서 찾아볼 수 있습니다. 3) 크고 복잡함 4) 식물세포는 식물벽을 가지고 있으며, 동물세포는 세포외 기질로 둘러싸여 있습니다. 5) 원형질막을 가지고 있습니다. 6) 핵과 같이 막으로 둘러싸인 세포소기관이 있습니다. 7) 선형 염색체를 하나 이상 포함하는 핵을 가지고 있습니다. 8) 리보솜이 있습니다.
2. 진핵세포 구성
1) 핵(Nucleus)
진핵세포는 핵막이라 불리는 이중막으로 둘러싸여 세포질과 분리되어 있습니다. 핵공을 통해 물질을 세포질과 핵 안팎으로 이동시킵니다. 핵은 세포의 유전 정보를 담고 있는 DNA를 포함하고 있으며, 핵 안에는 핵질과 RNA 합성 등이 이루어지는 핵소체가 있습니다.
2) 세포막(Plasma membrane)
원형질막과 세포의 다른 막은 대부분 인지질로 구성되어 있습니다. 세포를 둘러싸고 있는 세포막은 인지질 이중층 구조이며, 세포의 안팎을 구분하고 물질의 출입을 조절하는 역할을 합니다. 이는 세포막에 존재하는 수용체와 단백질 채널을 통해 물질을 통과시킵니다. 인지질 이중층은 친수성인 머리 부분과 소수성인 꼬리 부분으로 나뉘어 있습니다. 인지질의 머리 부분은 물을 끌어당기는 특징이 있으며 머리 부분은 인산염으로 이루어져 있습니다. 반면 꼬리 부분은 지방산으로 구성되어 있습니다.
3) 세포질(Cytoplasm)
세포의 내부를 채우는 젤리 같은 물질로, 세포막과 핵막 사이에 있습니다. 세포질에는 여러 종류의 세포 소기관이 자리 잡고 있습니다.
4) 세포소기관(Organelles)
세포소기관에는 미토콘드리아, 엽록체, 소포체, 골지체, 리보솜, 리소좀, 중심체, 미세소관, 미세섬유, 중간섬유 등으로 구성되어 있습니다. 미토콘드리아(Mitochondria)는 세포호흡이 일어나는 세포소기관이며, 세포호흡 과정에서 에너지는 당으로부터 만들어지고, ATP로 전환된다. 미토콘드리아는 동물, 식물을 포함한 대부분의 진핵세포에서 발견됩니다. 미토콘드리아는 이중막구조이며, 자체적인 DNA와 리보솜을 가지고 있어 일부 독립적으로 기능을 합니다. 엽록체(Chloroplast)는 식물과 조류의 광합성 세포소기관입니다. 엽록체는 광합성을 통해 빛 에너지를 화학 에너지로 변환하는 기능을 합니다. 더불어 미토콘드리아와 같이 이중막 구조를 나타냅니다. 소포체(Endoplasmic Reticulum)는 세포 안의 필요한 물질을 만들어내 내는 세포소기관입니다. 소포체는 크게 조면소포체(Rough ER)와 활면소포체(Smooth ER)로 구분할 수 있으며 두 소포체는 물리적으로 연결되어 있지만 구조와 기능은 다릅니다. 조면소포체는 소포체 막의 바깥쪽 표면에 리보솜이 붙어 있으며 리보솜에서는 단백질을 생성합니다. 활면소포체는 소포체에 리보솜이 붙어있지 않아 겉면에 매끈합니다. 활면소포체는 지질 합성과 해독 작용의 기능을 합니다. 골지체(Golgi apparatus)는 소포체와 밀접하게 협력하며 소포체에서 생성된 단백질과 지질을 포장하여 세포 내외로 배출하는 역할을 합니다. 리보솜(Ribosome)은 단백질 합성을 담당하는 세포소기관입니다. 리소좀(Lysosome)은 막으로 둘러싸인 소화효소를 지닌 주머니입니다. 세포 내의 불필요하거나 손상된 물질을 분해하는 역할을 합니다. 중심체(Centrosome)는 동물세포에서 주로 찾을 수 있으며, 세포분열 시 미세소관을 조직하는 역할을 합니다. 미세소관, 미세섬유, 중간섬유는 세포의 구조적 지원을 제공하고 세포의 이동 분열 등에 중요한 역할을 담당합니다.
5) 세포벽(Cell wall)
세포벽은 식물, 곰팡이, 세균에서만 존재하며 셀룰로오스로 구성되어 있습니다.. 세포벽은 세포를 보호하고, 형태를 유지하며 물질의 이동을 조절 기능을 합니다.
● 조면소포체가 분비단백질을 어떻게 생산하고 포장하는가?
1) 리보솜이 아미노산을 폴리펩티드로 연결시키면 이 사슬은 막을 통해 소포체 안으로 이동한다.
2) 단백질은 소포체에서 수정된다.
3) 분비된 단백질이 운반소포로 들어간다.
4) 소포가 소포체로부터 떨어져 나간다.. 소포가 원형질막에 융합하게 되면 이 단백질은 세포 밖으로 분비된다.