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미생물이야기 세포의 구조와 기능
2013-08-06 15:52:46
이엠생명과학연구원

세포의 구조와 기능 

  

 

1) 핵: 유전자를 가지고 있어서 세포의 증식과 유전을 주도하는 등 생명활동의 중심 

 

 

① 핵막: 2중막 구조, 핵공 있음
            (핵공: mRNA를 비롯한 여러 가지 물질의 이동 일어남)

② 염색사: DNA, 히스톤단백질로 구성. 세포 분열시 응축되어 염색체가 됨 

③ 인: RNA와 단백질이 주성분, 막구조 없음. 리보솜을 합성하는 rRNA를 생성.

④ 핵액: 핵의 기질이 있는 액체, 콜로이드 상태의 반유동체, 비염기성인 단백질이 기본 물질
⑤ 핵의 기능: 생명활동을 조절하는 중추 - 세포의 생활유지, 증식, 유전

▶ 핵의 기능 확인 실험

 

2) 세포막: 원형질 보호, 세포안팎으로의 물질 출입을 통제, 조절 
              세포가 외부로부터 분리되어 독자적인 구조, 기능 유지
              생명활동에 필요한 여러 가지 화학반응이 일어나는 장소

 

 

① 성분: 인지질, 단백질, 소량의 탄수화물 

            이중층 구조  

유동모자이크 막 구조 가설 → 단백질들이 인지질 속에서 자유로이 이동 

   외재성 단백질-인지질 2중층의 바깥부분에 분포하는 친수성 단백질 

   내재성 단백질-인지질 2중층 속에 일부분만 파묻혀 있거나 관통하고 있는 소수성 단백질
 

▶ 세포막의 분자구조: 단위막 구조 가설, 유동모자이크 가설

 

 

 

3) 세포기관 

 

 

① 미토콘드리아 (Mitochondria)

 

 

 

ㄱ. 0.2∼5㎛의 길쭉한 타원형 기관. 외막과 내막의 2중막 

ㄴ. 내막-여러겹으로 겹쳐진 크리스타 구조 이룸 

     내부- 기질 DNA, 리보솜 ←독자적인 증식이 가능 

           - 세포 호흡에 관계하는 효소 있음: 유기물 산화  → ATP 합성

                                                          - 세포활동에 필요한 에너지 제공

                                                          - 유기물의 화학에너지를 ATP에너지로 전환

ㄷ. 간세포, 심장, 근육세포에 많음

ㄹ. '야누스그린 B'에 생체 염색

                    

 

 

 ② 색소체: 식물세포에만 존재 

 

 

 

ㄱ. 엽록체: 지름이 5~8㎛, 2중막 구조 

     - 스트로마 : 광합성에 필요한 물질 분포 

                       DNA, RNA, 효소 ← 독자적인 단백질 합성, 자기복제 가능 

     - 틸라코이드: 그라나 구성, 엽록소 있음.   

ㄴ. 잡색체: 엽록소 없음. 카로틴(주황색), 크산토필(노란색)등의 색소 

ㄷ. 백색체: 색소가 없어 무색, 햇빛을 받으면 엽록체나 잡색체 됨.  

                녹말, 지방, 단백질 등의 저장기관

                햇빛이 닿지 않는 지하 기관의 조직에서 발달  

 

 

③ 소포체(endoplasmic reticulum: ER)

 

 

 

ㄱ. 조면 소포체: 겹쳐진 주머니 모양의 구조, 표면에 리보솜이 부착 

                       리보솜에서 합성한 단백질을 세포내의 다른 곳으로 수송. 

                       이자 세포에 많음(∵ 분비 기능 왕성)  

ㄴ. 활면소포체: 막으로 된 것 관 모양의 망상 구조. 표면에 리보솜이 붙어 있지 않음

                      지질, 인지질, 스테로이드 화합물과 탄수화물의 합성 및 수송에 관여, 골지체와막을 만듦 

                      지질분해산물 저장

                      간세포의 활면소포체- 화학물질을 해독하는 산화효소 포함

                                                  - 글리코겐이 포도당을 분해되는 단계에 관여하는 효소포함

 

 

④ 리보솜(ribosome)

 

 

 

ㄱ. 막구조가 없다. 크고 작은 2개의 단위체로 구성 

ㄴ. 주성분: rRNA, 단백질, 핵 속의 인에서 합성  

ㄷ. 단백질의 합성 장소 

 

 

⑤ 골지체(Golgi complex)

 

 

 

ㄱ. 시스터나(납작한 주머니가 여러 층으로 포개져 있는 것), 골지 소낭 

ㄴ. 조면소포체로부터 단백질을 전달 받아 재포장한 후 골지 소낭을 이용하여 세포밖으로 분비 

    리소좀을 만듦 

ㄷ. 식물세포의 골지체: 딕티오솜-골지체에서 세포벽을 구성하는 셀룰로오스 등을 합성 분비 

ㄹ. 분비 기능이 활발한 소화샘, 호르몬샘의 구성 세포에 많이 존재. 

 

 

 

⑥ 리소좀(lysosome)

 

 

 

ㄱ. 구형의 작은 세포기관, 골지체에서 만들어짐, 단일막의 구형의 구조물 

ㄴ. 가수분해 효소가 들어 있어 세포 내로 들어온 외부 물질, 세포내의 노폐물, 노후한 세포 기관분해- 세포내 소화 담당 

    상처난 부위의 죽은 세포 자체 분해 

    올챙이가 개구리로 변할 때 꼬리 세포 분해

ㄷ. 백혈구에 많음 

 

 ※) 퍼옥시좀(peroxisome): 리소좀과 크기 모양 비슷한 세포 기관

      - 카탈라제와 같은 산화 효소

           : 대사 과정에서 생긴 유해한 과산화수소를 물과 산소로 신속하게 분해, 세포 보호

     - 미토콘드리아나 엽록체 근처에 있다.

     - 간과 신장이 세포에 있다.

 

 

 

⑦ 중심립

 

 

 

ㄱ. 동물세포 하등한 식물세포에서 발견, 핵 주위에 2개가 직각 상태로 존재 

ㄴ. 3개씩 9쌍의 미세소관이 원형으로 배치된 9 + 0 구조 

ㄷ. 세포가 분열할 때 복제된후 양극으로 이동하여 방추사 형성 

     섬모나 편모를 형성하는 기저체가 됨 

 

 

 

⑧ 섬모나 편모 

 

 

 

ㄱ. 세포의 운동기관, 여러 개의 미세소관으로 구성 

ㄴ. 2개씩 9쌍의 미세소관이 원형으로 배치, 중심에 2개의 미세소관 : 9 + 2 구조 

 

4) 후형질: 생명활동과 직접 관련 없음 

 

 

① 세포벽(cell wall)

 

 

 

ㄱ. 식물세포에만 존재. 세포와 식물체의 모양 유지, 보호 

ㄴ. 생성순서: 셀룰로오스가 주성분인 1차 세포벽이 생김 

    → 인접한 두 세포의 1차 세포벽 사이에 펙틴에 주성분인 중간층 생성 

    → 세포 성숙

        - 1차 세포벽 안쪽에 리그닌(물관세포) 또는 슈베린(코르크세포)이나 큐틴(표피세포)으로 구성된 견고한 2차 세포벽  생김

ㄷ. 전투과성

 

 

② 액포

 

 

 

ㄱ. 성숙한 식물 세포에 잘 발달

ㄴ. 당류, 무기염류, 유기산 색소 등이 물에 녹아 있다. ←세포액 

ㄷ. 식물 세포의 삼투압 유지에 중요한 역할 

 

 

③ 세포함유물

    : 세포의 활동결과 생긴 전분립, 지방, 글리코겐 등의 물질이 세포내에 걸정으로 존재.

4. 세포의 기능

 

① 협동작용

    : 세포의 종합적인 기능은 세포를 구성하는 핵, 세포막, 세포기관이 협동 작용을 할 때 나타난다.
② 세포 특유의 기능 구현

    : 유전적 조성은 동일하나 세포마다 해당되는 유전자만 활성화시켜 단백질을 생성한다.
      (세포의 기능 결정하는 관건: 유전자의 종류는 같을지라도 표현되는 유전자의 종류가 다르다.)
③ 기능에 따른 세포 기관의 종류
   a. 물질합성 관련 세포기관: 리보솜, 골지체
   b. 에너지 순환 관련 세포 기관: 엽록체, 미토콘드리아
   c. 세포 운동 관련 세포 기관: 미세 섬유, 미세소관, 중심립, 편모, 섬모
   d. 물질 분해 간련 세포 기관: 리소좀, 퍼옥시좀




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