[맛난생물학] 지구를 먹이는 힘의 공장 엽록체(chloroplast)

가장 잘 알려진 색소체는 엽록체(chloroplast)가 있다. 엽록체는 녹색을 띄는 엽록소(chlorophyll)를 가지고, 광합성(photosynthesis)을 통해 당을 만든다. 식물의 잎과 조류에 있으며 크기는 2-5μm 정도 한다. 광합성이란 빛 에너지가 원자 간의 화학결합에너지로 바뀌어 저장되는 대사과정으로 광합성은 전체 생물계의 대부분에게 에너지원을 공급하게 된다.

 

엽록체는 미토콘드리아와 같이 외막과 내막의 이중막을 가지고 있다. 하지만 내막 안쪽에 일현의 납작하고 빽빽하게 샇인 둥근 구조물인 틸라코이드(thylakoid)가 있어 결과적으로 3개의 막을 가지게 된다. 틸라코이드가 쌓여져 있는 모임을 그라나(grana; 단수형 garana)라고 부르며, 그라나와 내막 사이의 액상공간을 스트로마(storoma)라고 부른다. 스트로마에는 엽록체에 필요한 효소와 엽록채 자체 DNA, 리보솜이 있다. 틸라코이드는 내막에서 유래된 막성구조물로 광합성의 명반응이 진행된다. 카디올리핀(cardiolipin)을 포함해서 투과성이 매우 낮고, 엽록소와 카로티노이드계 색소, 명반응 효소가 다량으로 존재한다. 엽록체는 미토콘드리아와 마찬가지로 세포내에서 자유롭게 이동하고, 자체적으로 복제될 수 있다.

이미지 출처 : http://cms.daegu.ac.kr/sgpark/life&chemistry/chloroplast.jpg

이밖에 엽록체와 비슷한 색소체는 다음과 같은 것이 있다. 세포소기관의 일종인 색소체(plastid)는 식물과 원생생물 세포에서만 특이적으로 생긴다. 우선 백색체(amyloplast)는 색이 없는 색소체로서 녹말을 저장하며, 특히 뿌리와 줄기에 많다. 반면 유색체(잡색체; chromoplast)는 과일, 꽃과 같이 색을 띄는 구조체의 세포 속에서 색소를 가진다. 대표적으로 오랜지색의 카로틴, 노란색의 크산토필, 붉은색의 안토시아닌의 색소를 포함한다. 그리고 콩나물과 같이 빛을 받지 못해 황색인 잎에 존재하는 색소체를 흔히, 에티오플라스트(etioplast)라 한다. 이 밖에 색소체는 전색소체 (proplastid), 전분체 (amyloplast), 단백질체 (proteinoplast)가 있다.

 

참고문헌

Neil A. Campbell et al., Biology, Benjamin Cummings.

David Sadava et al., Life; the Science of Biology, Sinauer Associates, Inc..