건강, 생물, 의학의 버무림

에너지변환 소기관의 기원 (내부공생설, 세포내 공생) 내부공생(endosymbiosis)란 숙주생물에 어떤 다른 생물이 함께 공존하는데 두 생물이 서로 도와가며 함께 살아가는 것을 말한다. 이런 생물학적 공생관계는 우리 몸의 장내에서 살아가는 장내 미생물을 예를 들 수 있다. 이러한 생물학적 관계를 바탕으로 진핵세포의 미토콘드리아와 엽록체가 내부공생에 의해 들어와 함께 진화하게 되었다는 것이 내부공생설 또는 세포내 공생이라고 한다. 미리 배운 것처럼 미토콘드리아와 엽록체는 자체 DNA를 가지고 있고, 자체적으로 복제되어 분열 될 수 있다. 이때 DNA서열과 리보솜의 특징은 원핵세포의 특징과 유사성이 매우 높다. 그리고 이중막은 외막과 내막의 막성분이 다르다. 마지막으로 두 소기관의 크기는 원핵세포의 일반..

퍼옥시좀(peroxisome) 퍼옥시좀은 다양한 물질의 수소를 산소로 전달해 주는 대사를 하는 단일막의 소기관이다. 부산물로 과산화수소가 생기면, 퍼옥시좀 효소인 카탈레이즈(catalase)로 2개의 H2O2를 가수분해 해서 물분자 2개와 산소분자 하나를 만든다. 이를 통해 세포내 독성을 줄인다. 퍼옥시좀은 직여 0.2~1.7μm의 작은 소기관으로 거의 모든 진핵세포에서 나타난다. 주로 간세포에서는 알콜이나 다른 해로운 물질도 분해하여 독성을 제거한다. 이밖에 어떤 퍼옥시좀은 지방산을 산화시켜 작은 분자로 만들어 미토콘드리아로 보내 세포호흡에 필요한 에너지로 쓰게 해준다. 퍼옥시좀은 지방산의 β산화의 25-50%를 수행한다. 퍼옥시좀과 다음에 설명하는 글리옥시좀은 리소좀과 다르게 내막꼐에서 만들어지지 않..

미토콘드리아 http://user.chol.com/~dgran/bio2/images/cell-mitochondria.gif 모든 진핵세포에 있는 미토콘드리아(mitochondria)는 당, 지방, 열량을 내는 영양소를 산소분해해서 ATP를 만드는 세포소기관이다. 미토콘드리아는 엽록체와 같이 반자율적인 소시관으로 분류된다, 반자율적이란 다른 세포 소기관과 달리 자체 DNA를 가지고 있고, 자체 리보솜도 있어 자체적으로 자라고 복제할 수 있다는 의미 이다. 그리고 내막계 소기관과는 달리 이중막으로 되어 있다. 참고로 엽록체는 3중막이나 일부 조류는 4중막으로 구성되어 있다. 뒤에서 자세히 배우겠지만 진핵세포에서 포도당의 분해는 시토졸에서 시작된다. 그 뒤 미토콘드리아 속으로 들어가 연료분자의 잠재적인 화학에..

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..

대부분의 세포는 매우 작다. 진핵세포는 지름이 10-100μm 정도이고, 대부분의 세균은 1-5μm정도의 크기이다. 가장 크기가 작은 세포인 미코플라즈마(mycoplasma)는 지름이 0.1-1.0μm 정도이다.세포는 이렇게 작아서 이점을 가지게 된다. 왜냐하면 물리학적으로 물체는 그 크기가 커짐에 따라 부피는 표면보다 세제곱으로 증가한다. 세포는 기능을 가지기 위해서 그 표면적 대 부피비(SA/V: surface area/volume)를 크게 유지해야 하기 작은 세포가 더 유리하다. 무수한 작은 세포로 이루어진 다세포 생물체의 넓은 표면적은 물질의 흡수나 노페물의 배설에 장점을 가지게 된다. 왜냐하면 단위 1μm2의 면적에서 1초에 통과할 수 있는 물질의 양은 한정적이기 때문이다. 그리고 충분한 부피는..

all living things are composed of living cells 1838년 생물학자 슐라이덴(Matthias Schleiden)과 슈반(Theodor scheann)은 생명체에 기본적인 구성이 있음을 공감하고, 다음의 세포설을 만들었다.① 세포는 생명체의 기본단위이다.② 모든 생물은 세포로 구성되어 있다.③ 모든 세포는 이미 살아있는 세포로부터 나온다. (1885년 피르히(virchow)가 입증) 이렇게 정리된 세포설은 생물학 최초의 통일된 원리이다. 세포설은 다음의 세 가지 중요한 의미를 가진다. ① 단세포 세균의 기능을 나타내는 원리는 약 60조개의 인간의 가각의 세포가 기능을 나타내는 원리와 거의 같다.② 모든 세포는 부모로부터 온 세포와 연속성을 가진다.③ 지구성 생명의 기원은..

액포는 막으로 두러쌓인 주머니로 식물과 원생생물의 세포에 존재한다. 많은 민물 원생생물은들은 세포 밖으로 여분의 물을 펌프질하여 염분과 다른 분자들의 농도를 적절하게 유지시키는 수축포(contractile vacuole)을 가지고 있다. 특히 식물의 액포는 많은 기능을 가지고 있다. 성숙한 식물세포들은 일반적으로 액포막으로 둘러싸인 커다란 중심액포(central vacuole)를 가진다. 이런 식물의 액포는 다음의 기능을 한다. ① 식물세포의 중요 유기화합물을 저장한다. ② 세포질에 있을 경우 위험한 물질을 처리한다. 식물과 균류의 세포는 리소좀을 가지고 있지 않다. ③ 칼륨, 염소와 같은 식물의 중요 무기이온의 농도를 조절하여 신호체계를 관리한다. ④ 액포에 용해된 물질은 물이 액포 안으로 들어오게 하..