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미생물이야기 세포의 성분과 특성에 대해 알아보자.
2013-08-14 12:46:26
이엠생명과학연구원
  • 세포의 성분과 특성
  • 1. 세포질의 성분
  • (1) 물분자는 전기적으로 쌍극성(산소:음전하, 수소:양전하)을 나타내며,
         물분자끼리는 수소 결합으로 연결.
    (2) 용매나 분산매로 작용하며, 비열이 높아 체온 유지에 적합
  •               
  • (1) 아미노산  단백질을 구성하는 기본 단위로 아미노기(-NH2)와 카르복시기(-COOH)를
                        가지며, 곁사슬의 종류에 따라 그 구조가 결정.
    (2) 펩티드 결합  아미노산이 연결될 때에는 한 아미노산의 -COOH와 다른 아미노산의
                         -NH2 사이에서 한 분자의 물(H2O)이 이탈되면서 펩티드 결합 (-CO-NH-)을
                         형성.                   
  • (3) 기능 및 종류  구조 단백질(콜라겐, 케라틴), 효소, 수축성 단백질(액틴, 미오신),
                            호르몬, 저장 단백질(카세인), 수송 단백질(헤모글로빈, 시토크롬),
                            면역 단백질(r-글로불린)
    (4) 성질  열, 강한 산이나 염기에 의해 구조와 기능이 변함.
    (5) 단백질의 구조 
  •     ① 1차 구조 : 단백질을 구성하는 아미노산의 종류와 배열 순서에 따라 종류가 결정.   
                            인슐린
        ② 2차 구조 : 아미노산 곁가지들 사이에서 결합이 이루어져 입체적인 모양 형성,
                           수소 결합이 생김.
                           α나선 구조 : 머리카락의 케라틴,   β병풍 구조 : 명주실의 피브로인
        ③ 3차 구조 : 2차 구조 사슬이 꼬여 공 모양의 입체 구조를 이룬다.
                             근육 속의 미오글로빈
        ④ 4차 구조 : 3차 구조의 폴리펩티드 사슬이 몇 개 모여서 기능을 나타내는 것.
                             헤모글로빈

 

         

  • 지 질
  • (1) 중성 지방  지방산 3분자와 글리세롤 1분자의 에스테르 결합에 의해 생성되며,
                        지방산은  포화 지방산과 불포화 지방산으로 구분.
    (2) 인지질  지방산 2분자, 글리세롤 1분자, 무기인산 1분자의 결합으로 생성,
                    생체막(세포막, 핵막 등)의 구성 성분.

  • (3) 스테로이드   호르몬, 비타민 , 생체막(콜레스테롤)의 성분            
  • 탄수화물
  • (1) 단당류  3탄당, 5탄당, 6탄당 등.
    (2) 이당류  엿당(맥아당), 설탕, 젖당 등.
  • (3) 다당류  녹말, 글리코겐, 셀룰로오스 등.

 

  • 4) 기능   생물체의 구성 물질, 에너지 공급원(대부분의 생물은 포도당을 산화시켜
                  에너지를 얻는다), 생물체 내의 포도당 저장 형태는 식물세포에서는 녹말, 동물
                  세포에서는 글리코겐(간이나 근육) 
  • 핵 산
  • (1) 뉴클레오티드   인산, 당, 염기(1:1:1)로 구성된 핵산의 기본 단위.
  • (2) DNA 2중 나선 구조이며, 유전자의 본체. 유전정보에 따라 단백질 합성에 관여.
          핵, 엽록체, 미토콘드리아에 위치.  아데닌(A), 구아닌(G), 시토신(C), 티민(T) 염기로
         구성
  • (3) RNA단일 가닥이며, DNA정보 전달. 유전 정보에 따라 단백질 합성에 관여.
          인, 리보솜, 세포질에 위치.   아데닌(A), 구아닌(G), 시토신(C), 우라실(U) 염기로
          구성.
  • 무기 염류
  • (1) 이온 상태로 존재하거나 유기물과 결합한 상태로 존재.
  • (2) 기능   삼투압 유지, 효소의 활성화, pH 조절 등
  • 2. 세포 구성 물질의 물리 화학적 특성
  • 세포질의 상태 변화
  • 일반적으로 지름이 1∼100nm인 입자들이  분산되어 있는  용액을 콜로이드 용액이라고
        한다. 세포질은 단백질, 지질, 핵산 등의 고분자 물질들이 결합하여 큰 입자를 형성하고
        물에 분산되어 있는 콜로이드 용액이라 할 수 있다. 세포질의 콜로이드는 보통은
        반유동성의 졸 상태이나 부위에 따라 반고체 상태인 겔 상태가 되기도 함. 
  • 원형질 유동
  • 세포질의 졸 부분이 일정한 방향으로 이동하는 현상으로 세포 기관의 이동과 물질의
         확산을  촉진.  순환 운동, 회전 운동, 왕복 운동 등.
  •                  
  • 3. 세포막을 통한 물질의 이동
  • 확산과 삼투
  • (1) 확산   어떤 물질이 농도가 높은 쪽에서 낮은 쪽으로 이동하여  전체적으로 농도가
                  균일하게 되는  현상(확산 평형).
  • (2) 삼투  반투과성막을 통한 용매의 확산 현상. 삼투를 일으키는 힘을 그 용액의 삼투압
                 
  • 이라고 하며, 삼투압은 농도와 온도에  따라 변함.
  •     삼투압을 계산하는 식삼투압, 팽압, 흡수력의 관계
  •    세포의 수분 흡수력은 세포의  농도가 높을수록 증가.
       식물 세포에서는 세포의 팽압이 물의 흡수를  방해하는 방향으로 작용하기 때문에

  •         
  • 원형질 분리와 팽윤 상태
  • (1) 원형질 분리  등장액에서 세포의 상대 체적=1, 팽압=0인 상태를 한계 원형질 분리라고
                            함. 고장액에서는 식물 세포에서  물이 빠져 나와 세포질의 체적이 감소
                            하여 세포막이 세포벽과 분리되는데, 이 상태를 원형질 분리라고 함.
                            원형질 분리가 일어난 식물 세포를 저장액에 넣으면 원형질이 정상 
     
  • (2) 팽윤 상태  식물세포를 저장액에 넣었을 때 세포가 수분을 흡수하여 상대 체적이
                        최대인 상태, 즉
                                                 삼투압 = 팽압, 흡수력=0 이 된 상태                          
  •  용혈 현상   동물 세포인 적혈구를 저장액에 넣으면 세포가 물을  흡수하여 체적이 증가. 한계점에
       도달한 후에도 물이 계속 유입되면 세포막이 파열되어 내용물이 배출되는 현상
  • 선택적 투과성과 능동 수송
  • (1) 선택적 투과성 세포막은 분자가 큰 수용성 물질을 투과시키지 않는 반투과성막이지만,
                             지용성물질은 세포막의 지질 부분에 녹아서 투과되므로 분자의 크기와
                             관계없이 지질에 대한 용해도가 큰 물질일수록 쉽게 투과시키는 선택적
                             투과성을 지님.
  • (2) 능동 수송  세포막의 수송 단백질이 물질 대사에서 얻은 에너지(ATP)를 소비하면서
                         농도 경사를 거슬러서 물질을 흡수하거나 배출하는 현상.( Na-K 펌프,
                         세뇨관 세포에서의 포도당의 재흡수 등)            

 

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