진핵세포(眞核細胞, eucaryotic cell) |
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1. 진핵세포(eucaryotic cell)의 특징 |
- DNA는 -
- 핵막으로 싸여있고,
- 여러 개의 실(絲) 모양의 염색체를 형성하며,
- 히스톤(histone)과 그 외의 다른 단백질과 결합
- 핵((Nucleus), 미토콘드리아(mitochondria), 엽록체(chloroplast), 골지체(Golgi body), 소포체(endoplasmic reticulum) 등과 같은 세포소기관 함유
- 핵(Nucleus) : DNA를 보호하고 유지한다.
- 막 결합 소기관 : 특별한 기능이 있는 내부 구조물로 독특한 화학반응과 기능을 위하여 구획화 되어있음
- 화합물 분리, 저장
- 에너지 저장
- 작업 공간
- 농도구배 유지
- 세포분열법은 유사분열(mitosis)
- 원생동물, 균류, 식물, 동물세포에서 발견
- 원핵세포보다 크다.
- 직경 10∼100㎛(원핵세포 0.2∼2.0㎛)
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2. 진핵세포의 모형도 |
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3. 세포벽과 글리코캘릭스(Glycocalyx) |
- 세포벽은 모든 진핵세포에 있는 것은 아니다.
- 원생동물은 세포벽 대신에 박피(pellicle)이라는 유연한 외층을 가진다.
- 동물세포는 세포막을 둘러싸는 점착성의 글리코캘릭스(glycocalyx)를 가진다.
- 세포벽이 있는 경우 세포벽은 원핵세포보다 화학적으로 단순하고, 펩티도글리칸이 없다.
- 진핵세포 세포벽의 조성
- 조류(Algae)와 식물(Plant) : 섬유소(Cellulose)
- 균류(Fungi) : 키틴(Chitin)
- 효모(Yeast) : 글루칸(Glucan)과 만난(mannan)
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4. 세포막(Cell Membrane) |
- 진핵세포의 세포막은 원핵세포 세포막과 비슷하지만,
- 막단백질이 다르다.
- 세포간 인식에 중요한 역할을 하고 세균 부착부위로 제공되는 당질을 함유한다.
- 삼투적 용균에 저항성을 높이는 스테롤(sterol)을 함유한다.
- 진핵세포 세포막의 수송방법
- 단순확산, 촉진확산, 삼투, 능동수송 : 원핵세포와 동일
- 세포흡수작용(Endocytosis) : 세포 외부의 입자를 원형질막으로 둘러싸는 작용
- 식세포작용(Phagocytosis) : 위족(Pseudopod)으로 입자를 빨아들인다. 백혈구의 식균작용.
- 음세포작용(Pinocytosis): 작은 액체 방울을 세포내로 가져온다.
※ 원자단 전이는 일어나지 않는다. |
5. 원형질(Cytoplasm) |
- 많은 효소가 소기관에 분리되어 있다.
- 세포골격(cytoskeleton) 함유 : 운동, 형태유지 등에 제공되는 섬유 및 관상 구조물의 복합 망상조직
원핵세포 원형질은 3종류의 세포골격 성분을 가진다.
- 미소섬유(Microfilament) : 매우 작은 섬유
- 근육세포의 액틴(actin) 및 미오신(mysoin) 섬유
- 백혈구 세포의 아메바 운동
- 중간형 섬유 : 중간 크기의 섬유
- 소기관(핵)의 고정 및 세포골격의 위치 유지
- 기계적 긴장이 높은 세포에 풍부
- 미소세관(Microtubule) : 가장 큰 섬유
- 세포분열과 염색체 이동에 관여
- 편모 및 섬모 운동
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6. 편모(Flagella) 및 섬모(Cilia) |
- 운동 또는 이동에 사용되는 세포 표면을 따라서 돌출된 구조물
- 원형질막으로 싸여있고 원형질을 함유한다.
- 고리(ring) 중심에 2개의 단일 미소세관이 있고, 고리는 9쌍의 미소세관으로 되어 있다(9 + 2).
- 편모(Flagella)
- 긴 채찍형 돌출물
- 진핵세포 편모는 원핵세포 편모와는 달리 파도 같은 방식으로 운동한다.
- 섬모(Cilia)
- 짧은 털 같은 돌출물
- 인체 호흡계는 기관지와 기관으로부터 유해물질을 제거하는데 섬모가 사용된다.
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진핵세포 편모의 구조 | |
7. 세포핵(Nucleus) |
- 구조
- 외피 :
이중 핵막(nuclear membrane)
- 핵공(nuclear pore) :
핵막에 있는 큰 구멍
- DNA(유전물질)는 히스톤(histone)과 결합하고 있으며, 다음 2가지 형으로 존재
- 염색질(Chromatin) :
느슨한 섬유상 DNA, 세포에서 일반적으로 보이는 형태
- 염색체(Chromosome) :
단단히 포장된 DNA, 세포분열 동안에만 발견됨
- 인(Nucleolus) :
리보좀(ribosome)을 만드는 밀도가 높은 영역 |
- 기능
- 세포 유전정보(DNA)의 수용과 보호
- 리보좀 합성
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8. 리보좀(Ribosome) |
- 단백질 합성(번역) 장소
- 모든 진핵세포에서 발견됨
- 단백질과 rRNA(ribosomal RNA)로 구성
- 조면소포체(RER)와 결합되어 있거나 세포질에 유리형으로 존재
- 진핵세포 리보좀(80S)은 원핵세포 리보좀(70S)보다 크고 밀도가 높다.
- 진핵세포 리보좀은 40S 단위체와 60S 단위체로 이루어져 있음
- 미토콘드리아와 엽록체는 원핵세포 리보좀과 비스한 70S 리보좀을 가진다.
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9. 소포체(Endoplasmic Reticulum; ER) |
- 세포내의 망상조직
- 세포질 걸쳐있는 막의 거대한 미로(迷路)
- 소포체는 원형질막과 핵막의 외부를 연결
- 조면소포체(Rough Endoplasmic Reticulum; RER)와 활면소포체(Smooth Endoplasmic Reticulum; SER)가 있음
- 조면소포체(RER)
- 평평하고, 서로 연결된 울퉁불퉁한 막 주머니
- 울퉁불퉁한 것은 막 외부에 리보좀이 붙어있기 때문이다.
- 조면소포체의 기능
▷소기관막 및 세포막 합성 ▷단백질 합성과 수식 ▷세포에서 분비되는 단백질의 포장과 수송 |
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- 활면소포체(SER)
- 서로 연결된 관상의 평활 막의 망상조직
- 리보좀이 없음
- 활면소포체의 기능
▷지질 합성: 인지질, 지방산 및 스테로이드(성호르몬) ▷독성 화합물(약품, 알코올, 각성제, 진정제, 항생제 등)의 분해 ▷약품과 알코올에 대한 내성 발현 촉진 ▷간에서 혈액으로 포도당 방출 조절 ▷세포와 근육 수축을 위한 칼슘 저장 | |
10. 골지장치(Golgi Apparatus) |
- 어떤 영역으로도 팽창될 수 있는 평평한 막낭 퇴적물이며, 막낭은 서로 연결되어 있지 않음
- 단백질을 분비하는 소포체와 긴밀하게 작용함
- 골지장치의 기능
- 소포체에서 수송된 소낭에서 단백질을 받는 수용부위
- 수송되기 적당하도록 최종적으로 단백질을 형상화, 분류, 표지하는 수식작용
- 단백질을 세포의 다른 부위나 세포막 밖으로 방출하기 위해 운반하고 포장하는 부위
- 리소좀(lysosome)의 소화효소 포장
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11. 리소좀(Lysosome) |
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- 당질, 단백질, 지질, 핵산을 분해할 수 있는 40 종류의 소화효소를 함유하는 골지장치에서 유리된 소낭
- 리소좀 효소의 최적 pH는 약 5이다.
- 동물세포에서 주로 발견된다.
- 리소좀의 기능
- 폐기물 처리, 단백질 등의 거대분자 재생
- 외래 물질, 세균, 바이러스, 오래되거나 손상된 세포 구성분의 분해
- 세포에 섭취된 먹이 입자의 소화
- 세포 사멸 후 리소좀 막은 파괴되고 이에 따라 자기소화를 일으킨다.
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- 리소좀의 노화(Aging) 및 질병
- 나이를 먹으면 리소좀에서 조직손상과 염증을 일으키는 효소가 누출된다.
▷예: 관절염에서 연골 손상
- 스테로이드나 코티손(cortisone) 같은 소염제는 리소좀 막을 안정시키지만 다른 바람직하지 않은 효과를 나타낸다.
- 정상 면역기능을 방해한다.
- 돌연변이 리소좀 효소에 의한 유전병은 일반적으로 치명적이다.
- 폼페 병: 간에서의 글리코겐 분해 결함에 의한 질병
- 테이-삭 병: 뇌에서의 지질 분해 결함에 의한 유전병
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12. 액포(Vacuole) |
- 막성 낭포의 한 종류, 공포라고도 한다.
- 크기, 모양, 특징, 기능이 다르다.
- 중심 액포(Central vacuole)
식물세포에서 전분, 물, 색소, 독소, 폐기물을 저장한다. 식물세포 부피의 90%를 차지한다.
- 수축 액포(Contractile vacuole)
세포에서 과잉의 물을 이동시켜 수분 평형을 조절한다. 많은 수중 원생생물에서 발견된다.
- 식이 또는 소화 액포
원생동물에서 영양물질 흡수에 의해 형성되며, 식이 입자를 소화하도록 리소좀과 융합한다. |
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13. 진핵세포 막성 소기관들의 상호관계 |
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14. 엽록체(Chloroplast) |
- 식물과 조류(algae)에서 광합성 부위
- 세포내에 1∼100개 이상 존재
- 3 종류의 막계로 된 원판형 구조물
- 외막 : 엽록체 표면 덮개
- 내막 : 광합성에서 포도당을 합성하는데 필요한 효소를 함유하며 스트로마(stroma)와 틸라코이드(thylakoid) 막을 둘러싼다.
- 틸라코이드 막 : 태양 에너지를 포착하는 녹색색소 클로로필을 함유하며, 그라나(grana)라는 집합체를 형성한다.
- 자신만의 DNA와 70S 리보좀을 함유하여 단백질을 합성하며, 이분법으로 분열하여 자가증식한다.
- 소체(Plastid) : 식물과 조류 세포에서 식이를 생산하고 저장하는 소기관
- 백색체(Leukoplast) : 전분 저장
- 색소체(Chromoplast) : 식물과 꽃의 색을 나타내는 기타 색소 저장
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15. 미토콘드리아(Mitochondria) |
- 세포호흡 부위 : 세포의 에너지 생산기지
- 분자의 화학에너지를 ATP와 같은 활용 가능한 에너지로 변환
- 난형 또는 소시지 형
- 자신만의 DNA와 70S 리보좀을 함유하여 단백질을 합성하며, 이분법으로 분열하여 자가증식한다.
- 구조
- 내막 및 외막
- 막간 공간(Intermembrane space)
- 크리스타(Cristae) : 내막의 확장부위
- 매트릭스(Matrix) : 내막 내부의 액체
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◇ 진핵생물의 진화 - 내부공생설(Endo symbiotic Theory) ◇
- 진핵세포의 조상은 내부에 작은 원핵세포가 살고 있는 큰 원핵세포이다.
- 엽록체와 미토콘드리아는 큰 세포내에 들어가 머물게 된 독립된 세포에서 유래되었다.
- 두 소기관은 자신의 DNA를 가진다.
- 70S 리보좀을 가지고 자신의 단백질을 합성한다.
- 이분법으로 세포와는 독립적으로 복제된다.
- 공생적 관계
- 큰 세포는 에너지와 영양물질을 얻는다.
- 작은 세포는 큰 세포에 의해 보호된다.
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16. 중심소체(Centriole) |
- 동물세포에서 발견되나 식물세포에서는 발견되지 않는다.
- 한 쌍의 원통형 구조물이 핵 가까이에 위치한다.
- 미소세관(microtubules; 9 + 2 pattern)으로 구성되어 있다.
- 주요 기능
- 세포분열 중에 염색체의 이동
- 섬모와 편모 형성(기부체로서)
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17. 식물세포와 동물세포의 주요 차이점 |
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세포벽 |
액포 |
엽록체 |
편모 |
중심소체 |
리소좀 |
식물세포 |
있음 |
있음 |
있음 |
거의 없음 |
없음 |
없음 |
동물세포 |
없음 |
없음 |
없음 |
대부분 있음 |
있음 |
있음 |
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18. 원핵세포와 진핵세포의 주요 차이점 |
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원핵세포 |
진핵세포 |
세포 크기 |
직경 0.2∼2㎛ |
직경 10∼100㎛ |
핵 |
없음 |
있음 |
막성 소기관 |
없음 |
있음 |
세포벽 |
화학적 복합체 |
있는 경우 단순한 성분 |
리보좀 |
70S |
세포에는 80S, 소기관에는 70S |
DNA |
단일의 환상 염색체 |
다수의 선형 염색체(histones) |
세포분열 |
이분법 |
유사분열 |
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