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미생물이야기 세포막을 통한 물질 출입
2013-08-06 16:10:16
이엠생명과학연구원

세포막을 통한 물질 출입

 

1) 기능

 

 

① 분리의 기능
② 정보수용의 기능

   : 정보가 특수한 세포에만 작용하는 것 - 세포막에 특별한 정보만을 받아들이는 '수용분자' 있음
③ 세포 인식의 기능

   : 세포는 같은 종류이 세포끼리 알아보고 접합하는 성질 있다. → 같은 종류의 세포가 모여 조직 기관 형성 가능
④ 물질 출입의 조절 기능

 

2) 물질 출입의 조절 기능

 

 (1) 확산

 

 

물질이 높은 농도에서 낮은 농도로 이동하여 농도가 균일해지는 현상

분자가 작을수록, 온도가 높을수록 → 확산속도↑

 

 (2) 삼투: 세포막과 같은 반투과성 막을 통한 용매의 확산현상

 

 

(반투과성막: 물 분자는 자유로이 투과시키지만 그 속에 녹아 있는 물질 분자는 투과시키지 못하는 막)

① 삼투압: 물이 삼투에 의해 이동하여 반투과성 막에 가하게 되는 물기둥의 압력

                             P = cRT       [ P:삼투압(기압)      c:기체상수(0.082)

                                                    R:용액의 몰농도     T:절대온도(273+℃)]
             - 삼투압은 확산하는 입자(분자 또는 이온)의 수에 의해서 결정되므로 전해질인 경우 비전해질보다 전리도(해리도)만큼 삼투압이 더 크다.

② 세포와 삼투압: 고장액, 등장액, 저장액

 

▶ 생리적 식염수: 동물의 혈액과 등장이 되게 만든 식염수(사람: 0.9%, 개구리: 0.6%)
    링거액: 생리적 식염수에 KCl, CaCl2, MgCl2, NaHCO3 등 여러 가지 염류를 섞어 특별히 혈장고 아주 가깝게 조제한 액

 

 (3) 세포와 삼투현상

 

 

 

동물세포

식물세포

고장액

쭈그러듬

원형질분리

등장액

변화없음

변화없음

저장액

용혈현상

팽윤상태

용혈현상: 적혈구를 저장액에 넣었을 때 적혈구의 막이 터지는 현상

원형질분리: 세포벽을 수축하지 않고 세포막은 수축하여 세포벽과 세포막이 분리되는 현상

                  (저장액에 넣으면 → 원형질 복귀)

팽윤상태: 세포안으로 물이 들어와 세포가 팽창되어 세포내부에서 세포벽 쪽으로 미는 힘(팽압)이 최대인 상태

 

 

 

식물세포의 흡수력 ⇒ 흡수력(S) = 삼투압(P) - 팽압(W)

         세포의 삼투압이 높을수록 팽압이 낮을 수록 → 흡수력 왕성
         삼투압 = 팽압 → 흡수력 : 0

         팽압〈 0 → 식물세포: 원형질 분리현상

 

 (4) 세포막의 선택적 투과성

    : 물질을 선택적으로 투과시켜 원형질의 조성을 일정하게 유지시키는 성질.

       (따라서 엄밀한 의미에서 세포막은 반투과성막 아님)

      지질에 녹기 쉬운 물질일수록, 분자의 크기가 작을수록, 이온의 원자가 낮을수록

         → 세포막 쉽게 통과

 

 (5) 능동수송

    : 에너지와 효소에 의해 물질을 낮은 농도에서 높은 농도로 이동시키는 현상

      나트륨 펌푸, 신장의 세뇨관에서 양분의 재흡수, 소장에서의 양분 흡수

 

 (6) 엔도시토시스(내포작용)와 엑소시토시스

    : 물질을 세포막으로 둘러싸서 세포의 안이나 밖으로 이동시키는 현상.

 

 

① 엔도시토시스(내포작용)

     : 세포 밖의 물질이 세포막과 만나 막으로 싸여 세포 내로 들어오는 작용

           (고형상의 물질을 잡아 외포를 형성한 후 리소좀의 작용을 받아 세포 내 소화: 아메바)

       식세포 작용- 내용물이 고형 성분일 때
                       - 아메바와 같은 원생 생물에서의 기본적인 섭취 기능
                       - 척추 동물의 백혈구에서의 식균 작용

       음세포 작용- 내용물이 액체 성분
                       - 모세혈관벽이 세포
                       - 혈장 단백질, 호르몬, 항체 등 분자들이 이동하는 주요 작용

② 엑소시토시스(외포작용): 단백질계 호르몬, 소화효소, 젖이 밖으로 분비될 때

 

 

 

 

▶ 단백질의 입체 구조는 어떻게 밝히는가?  X 선 회절법

   ① 원형질로부터 단백질을 추출 → 순수한 결정체로 정제 → X 선 비춤

   ② X 선: 결정체 내의 원자에 부딪히면 반사되는데 그 양상은 원자의 배열 상태에 따라 특이하게 나타남

   ③ 단백질 구조 속의 원자 위치와 배열 상태 밝힘 → 전자 계산기를 이용하여 폴리펩티드의 꼬이고 겹친 배열 상태 계산하여 입체 구조 밝힘




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