생화학 1장 물과 세포

기본 개념 1) 물 2) 물의 역할 2. 진핵세포의 구조 1) 원형질막 2) 핵 3) 소포체 4) 리보솜 5) 골지체 6) 리소좀 7) 포옥시좀 8) 미토콘드리다 9) 색소체 10) 세포골격

1. 기초적인 주제 : 1) 물(H2O) : 생물학적 용매(biological solvent) ① 극성 구조(polar structure) ② 친수성 분자(hydrophilic molecule) - 양전하, 음전하, 전기음성도가 높은 산소나 질소를 많이 포함하는 분자 - 물에 쉽게 녹는다. (NaCl, 글루코오스) ③ 소수성 분자(hydrophobic molecule) - 전기음성도가 높은 원자를 거의 갖고 있지 않은 분자 - 물에 녹지 않는다. ④ 화학적, 물리적 성질로 인해 생물에 필수 불가결한 성분 

2) 물(H2O) : 역할 생체 내 대사 반응에 관여 생체 내 용매로 작용 – 물질의 수송(영양소의 수송과 노폐물의 배설) 높은 비열과 끓는 점 – 생명체의 체온을 일정하게 유지시키는 역할 외부 충격으로부터 각 조직을 보호하는 완충작용, 삼투압 조절 등

2. 진핵세포의 구조 : 진핵세포 : 동물세포 구조

진핵세포 : 식물세포 구조

1) 원형질막(plasma membrane) ① 지질 이중층 ② 글리코칼릭스(glycocalyx, 당질층) : 막단백질, 지질 분자에 부착된 탄수화물로 구성 ③ 기능 - 모양 유지, 침투장벽의 기능, 기계적 강도 - 수송, 신호 전달 수송 : 이온, 분자 등의 출입 수용체(receptor) : 신호 분자와 결합 ④ 식물세포 : 세포벽(셀룰로오스)에 의해 세포 보호

글리코칼릭스

원형질 막 요약 : ① 기계적 강도를 증가 시키고 ② 모양을 유지 ③ 선택성 : 어느 분자가 세포로 들어오고 나가는지를 선택 ④ 표면의 수용체는 외부의 반응에 적절히 반응

2) 핵(nucleus) 진핵세포의 핵

<핵막, 핵질> : 세포의 유전정보, 세포 대사활동에 영향 ① 핵막(nuclear envelope) - 핵공(nuclear pore)에서 융합하는 두 막으로 구성 - 외부 핵막은 조면소포체와 연결 - 핵공 : 이온, 작은 단백질, 다른 분자들의 이동 통로 - 핵공전(nuclear pore plug, 중앙부에 위치한 수송 복합체의 단백질 성분): RNA, 거대 단백질의 이동 조절 ② 핵질(nucleoplasma) - 라민(lamin)이라고 하는 단백질의 섬유상 망상조직 - DNA 함량이 풍부 - 염색사(chromonema) : DNA와 히스톤(histone, DNA를 포장하는 단백질)으로 구성 세포 분열시 염색체가 됨 게놈(genome) : 세포의 총 DNA 유전자(gene) : 유전정보를 조절하는 개별적 단위체 ③ 인(nucleolus) : rRNA 합성 부위 (핵을 염색 시 나타나는 것)

핵공 복합체

핵 요약 : ① 세포의 유전 정보와 그 정보를 단백질로 전환시키는 기구를 갖고 있음 ② 인은 rRNA 합성에 중요한 작용 ③ 조면 소포체가 붙어 있음

3) 미토콘드리아(mirochondria) ① 외막과 내막의 이중막 구조(내막에 호흡 조립이 매몰 – ATP 합성 ② 호기성 호흡(aerobic respiration) : 산소에 의존하는 ATP 합성  미토콘드리아

4) 소포체(endoplasmic reticulum, ER)

① 조면소포체(rough endoplasmic reticulum, RER) - 수송을 위한 막단백질과 단백질 합성에 관련 - 리보솜이 부착 ② 활면소포체(smooth ER, SER) - 지질 합성, 생물변환(biotransformation)에 관여→ 불수용성 유기 분자들의 배설 - 리보솜이 없다. 

5) 리보솜(ribosome) 진핵세포의 리보솜 ① RNA/단백질 복합체, 직경 20nm ② 단백질 합성 공장 ③ 2개의 소단위체(subunit) ④ 원핵세포와 모양, 기능 유사 진핵세포의 리보솜

6) 골지체(Golgi Bodies, 1898) 골지체 ① 비교적 크고 납작한 주머니 모양의 막 소낭, 식물의 경우 망상체(dictyosome) ② 세포 생성물의 포장과 분비에 관여 ③ 식물 : 세포벽으로 물질 수송, 세포성장 중 원형질막을 확장하는 기능 골지체

7) 리소좀(lysosome) 리소좀 ① 구형 주머니 모양, 500nm ② 세포 내와 세포 외 소화 기능 : 소화 효소 과립 - 음식물과 세포내 이입에 의해 세포 내로 유입된 물질의 소화 - 낡고 불필요한 세포성분의 소화 - 세포 외 물질의 분해 ③ 생체 분자들을 분해하는 산 가수분해효소(acid hydrolase) 포함  리소좀

8) 퍼옥시좀(peroxisome) ① 산화효소 함유, 작은 구형 ② 과산화물 같은 독성 분자를 생성, 분해 ③ 식물 : 2종류 - CO2가 생성되는 광호흡의 산소-소비 과정에 관여 - 글리옥시좀(glyoxysome) : 발아하는 씨앗, 지질은 탄수화물로 전환, 생장과 발생을 위한 에너지 제공 담배 잎세포의 퍼옥시좀

9) 색소체(plastid) ① 이중막 구조 ② 식물, 조류(algae), 소수의 원생생물 ③ 백색체(leucoplast) : 뿌리나 덩이줄기 같은 저장기관에 전분, 단백질 저장 ④ 잡색체(chromoplast) : 잎, 꽃잎, 열매의 색소를 축적 ⇒ 엽록체(chloroplast) : 빛에너지 → 화학에너지(광합성)

구성물질 기 능 진핵세포 식물 동물 세포벽 원형질막 보호, 구조유지 세포 내․외부로의 물질이동 ○ × 핵 DNA RNA 인 DNA의 물리적인 분리 및 조직화 유전정보의 암호화 DNA정보를 특정 단백질 폴리펩타 이드 사슬로의 전사 및 번역 리보솜 구성 리보솜 소포체 골지체 리소좀 단백질 합성 지질합성(활면소포체) 세포 생성물의 포장과 분비 세포내 소화(분해) 미토콘드리아 ATP 형성 광합성 색소 엽록체 액포 빛에너지의 전환 광합성 세포 표면적 증가, 저장