세포(Cell)란 무엇일까...?

세포(Cell)

세포(Cell)

세포(Cell)란 무엇일까요? 

간단히 말하면 세포는 모든 생물체의 구조적, 기능적 기본단위입니다.

 

세포는 세포막으로 둘러싸인 세포질로 구성되어 있으며, 단백질 및 핵산과 같은 많은 생체 분자들을 포함하고 있습니다.

 

세포는 다음과 같은 기능이 있습니다.

• 세포 분열을 통한 번식(이분법, 유사 분열, 감수 분열)
• 물질대사를 통해 흡수된 영양소로부터 세포의 구성물들을 형성하고, 에너지, 분자를 만들어내며, 부산물을 버림. 세포의 기능은 화학 에너지를 추출해서 사용하는 방식에 의해 결정되며 이러한 에너지는 대사 경로에서 추출됨.
• 단백질 합성 과정을 통해 단백질을 합성함.
• 외부 혹은 내부의 자극에 대해 신호전달체계를 가지고 있음. ex) 온도, pH, 영양소 등
• 소포를 운반함.

 

세포막

세포막은 모든 세포의 공통된 특징 중 하나다. 세포막은 주위 환경으로부터 세포질을 분리한다. 세포 표면은 물질을 세포 안팎으로 수송하고, 외부 자극을 받아들이며 이에 반응한다. 

 

인지질의 구조

세포막은 인지질로 구성된다. 인지질은 글리세롤이 2개의 지방산과 결합한 모습이다. 극성공유결합을 포함하는 인산"머리" 부위는 물에 끌리는 친수성이다. 반대쪽 부위는 2개의 지방산 "꼬리"로 이루어지며 소수성이다. 물속에서 이 분자들은 자발적으로 인지질이중층으로 배열한다. 소수성 중간 부분 때문에 인지질이중층은 일부 물질만이 통과할 수 있는 선택적인 투과성을 갖는다. 지질 및 O2, CO2처럼 작고 비극성인 분자들은 자유롭게 세포 안팎으로 이동할 수 있다. 그러나 이중층 내부의 지방산 꼬리가 포도당 같은 극성 분자와 이온의 통과를 막는다.

 

세포막은 인지질이중층뿐만 아니라 단백질과 다른 분자(스테로이드 등)들로 구성된다. 인지질과 스테로이드가 막의 구조를 제공하는 반면에 단백질은 막의 기능에 특히 중요하다. 단백질의 일부는 인지질이중층을 관통하여 뻗어 있지만, 다른 것은 세포의 내부 또는 외부만을 향하고 있다. 

 

세포는 다양한 종류의 막 단백질을 갖는다. 

• 수송단백질 : 수송단백질은 인지질이중층에 박혀서 이온, 포도당 및 다른 극성 물질이 세포 안팎으로 이동하는 통로를 만든다.
• 효소 : 이 단백질은 생명을 유지하기에 너무 느리게 진행되는 화학 반응을 촉진한다.
• 인식단백질 : 세포 표면에서 단백질에 부착된 탄수화물은 신체의 면역계가 자기 자신의 세포를 인식하도록 돕는 "이름표" 역할을 한다.
• 부착단백질 : 이 막 단백질은 세포가 서로 달라붙을 수 있게 한다.

 

원핵생물과 진핵생물

세포는 핵의 유무로 인해서 나뉠 수 있는데 핵이 없는 세포는 원핵세포, 핵과 다른 막성 세포소기관을 포함하는 세포는 진핵세포라고 한다.

원핵세포와 진핵세포의 구조

원핵세포

진핵세포의 핵과 다르게 원핵세포의 핵양체(세포의 원형 DNA 분자가 모인 부위)는 막에 의해 경계 지어지지 않는다.

또한 원핵세포는 단백질 생산에 필요한 효소, RNA 분자 및 리보솜은 세포질에서 DNA 근처에 위치한다. 대부분의 원핵세포는 세포막을 둘러싸는 단단한 세포벽(세포를 보호하고 지나치게 많은 물을 흡수한 경우에 세포의 파열을 방지함.)이 있고 세포벽에 의해 세포의 모양이 정해지는데 보통 막대, 원형 또는 나선형 모양이다. 원핵세포의 편모는 꼬리 모양의 부속물로 세균이 움직일 수 있게 한다.

 

진핵세포

진핵세포는 외부와의 경계를 짓는 세포막을 가지고 있으며 세포의 활동에 있어 중심적인 역할을 하는 핵을 가지고 있다. 또 세포질에는 호흡에 관여하는 미토콘드리아, 세포 내, 혹은 세포 간 물질 수송에 관여하는 소포체, 단백질 합성에 관여하는 리보솜이 있다. 또 골지체 역시 세포질 속에 있는 세포 소기관으로, 소포체가 전달해온 물질을 저장하거나 세포 밖으로 내보내거나 세포 내 소기관으로 수송하는 등 물질을 전달하는 역할을 한다. 리소좀은 여러 분해 효소를 가지고 있어 세포 내에 필요 없는 물질이 생기거나 병균이 침입했을 때 그러한 물질들을 분해하여 세포를 지키는 역할을 하는 기관으로 역시 세포질에 존재한다.

 

동물세포와 식물세포의 구조

 

동식물 세포는 모두 진핵세포이기 때문에 핵이 세포질과 구별되고 세포소기관도 가지고 있다. 그렇지만 모양이나 그 구성 성분에 있어 차이가 있다. 식물세포는 세포막 주변을 세포벽(식물의 세포벽을 구성하고 있는 성분은 셀룰로오스임.)이 둘러싸고 있어 모양이 비교적 고정적이고 다면체를 이루고 있다. 반면 동물세포는 세포벽이 존재하지 않아 모양이 유동적이며 대체로 구형을 이루고 있다. 식물세포에는 엽록체와 액포가 존재하고 동물세포에는 중심체가 있다. 식물세포에만 있는 액포는 세포의 삼투압을 조절하고 형태 유지에 관여하며, 세포벽은 세포를 보호하고 모양을 유지하는 역할을 한다. 동물세포에 존재하는 중심체는 세포분열이 일어날 때 방추사 형성에 관여한다.