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세포 Cell

세포 § 세포: 생물의 기본적 구조 및 기능적 단위 생명의 기능을 수행할 수 있는 최소한의 구조 § 세포막: 세포의 경계를 이루며 세포의 안팎으로 물질의 흐름을 조절하는 단백질과 인지질 이중층으로 이루어짐

세포 = Cell 동물세포 식물세포

세포막의 기능과 구조 § 세포막은 세포의 내용물을 외부 환경과 격리하는 보호장벽 § 세포막은 인지질 이중층으로 되 어 있음

세포막의 구조 § 인지질이중층에 박혀있는 단백질은 수용성분자와 이온들이 통과할 수 있는 통로를 만듦

세포의 신호와 응답 § 세포 표면 분자들은 다른세포/외부환경과 상호작용을 결정하는 주요소 § 신호전달: 세포가 외부로부터 정보를 받아서 그 신호를 증폭하고 반응을 일으키는 과정

세포소기관의 구조와 기능

세포와 에너지

에너지란? § 에너지는 물리적인 일을 할 수 있는 힘 그리스어 en + ergon (in + work)에서 유래 § 생명유지나 생산활동을 위해서는 끊임없이 에너지가 공급되어야 함

열량소 § 사료는 동물이 에너지를 생산할 수 있는 연료 § 사료 내 탄수화물, 지방, 단백질과 같이 에너지를 생산할 수 있는 것들을 열량소라고 함

에너지의 단위 § Joule: 1뉴턴의 힘으로 1kg의 물체를 1m 옮기는데 소요되는 에너지 § cal: 대기압 760mmHg에서 물 1g을 14.5에서 15.5도로 올리는데 소요되는 열량 § 1 kcal = 4.184kJ

에너지에 관한 열역학 법칙 § 열역학 제1법칙: 외부와 어떠한 물질이나 에너지의 교환도 일어나지 않는 닫힌계에서 는 에너지가 새로이 생성되거나 없어지지 않는다. § 열역학 제2법칙: 자연계에서 자발적으로 일어나는 모든 반응이나 변화는 무질서도(엔트로피)가 증가하는 방향으로 일어난다.

물질대사와 열역학 법칙 § 동화작용 = 무질서도가 낮아지는 과정 = 합성과정 § 이화작용 = 자발적으로 일어날 수 있음 = 분해과정

- - - - - EE C그 꺼H닙 (A) 에너지유입 에너지유입 이화작용 에너지배출 에너지 배출 (B) 토하자요 〈그- l--, C> 에너지유입 에너지유입 C그 꺼H닙 EE (A) 이화작용 - - - - - 에너지배출 에너지 배출 (B)

미토콘드리아 = ATP를 만드는 공장 § 탄수화물 대사의 대부분이 이루어 지는 곳

ATP = adenosine triphosphate § 동물 체내에서 필요한 에너지를 교환하기 위한 매개체 § ATP가 ADP로 전환되면서 1분자당 약 7.3kcal의 에너지가 공급

Step 1. 해당(解糖)과정 § 포도당을 반으로 쪼개는 과정 § 포도당 + 2ADP + 2P + 2NAD à 2피루브산 + 2ATP + 2NADH

• .톨. l g」ATP T 옳. "? D 6탄당01 3단당으로 。j끼l:n드a I톨 산화와 인산화과정 ” || • I펄훨펌l 포도당 + 2 ADP + 2 @ + 2 NAO+-→2 피루브산 + 2 포도당 휠성화 과정 에너지추흘과정 @ H .0 "? 。j끼l:n드a I톨 산화와 인산화과정 포도당 흠톨 톨...... n--i E응 」- 과정을 거칩 톨e .- ADP 」ATP. H-C-OH 0ATP에서 포도당으로 인산기가 이동 1, 3-디포스포@를 글러세르산 HO-C-H H-C-OH 밀기질수준 인산화반응에 의해 ATP 합성 • H-C-OH 포도당-6-인산 를를를톨 @ 3-포스포글리 세르산 톨톨@ l H-C-OH 밍재구성 펀재구성 H 포도 당 옳. 과당6-인산 톨톨 톨톨@ 2-포스포글리 세르산 믿ATP로부터두번째 인산기이동 〔 〕 η4 니” 딛물 분자 배출 포스포에놀 피루브산(PEP) T g」ATP 톨톨 D 6탄당01 3단당으로 나쉰다. IE 71질수준 인산화반응을 통해 ATP 합성. 이결과로 한 분자의 포도당이두분자의 피루브산이된다. 과당-1,6-0I인산 @훌훌톨톨톨 @ -o-c-c-cH., ” || • .톨. 0 0 피루브산 피루브산 인산 글리세르알데하이드 (PGAL) 렌3탄당 중간산물은 변형이가능하여모두 두 분자의 PGAL을 형성 인산 톨 @ 글리세르알데하이드 (PGAL)

Step 2. TCA 회로 = 크랩스 회로 § 동물 세포 내에서 에너지 획득을 위한 가장 효율적인 산화과정 § 호기적인 조건에서 이루어짐 § 피루브산 à 2ATP + 6NADH + 2FADH

Step 3. 전자전달계 § 중간매체(NAD, FAD 등) 를 통하여 산화와 환원을 반복하며 전자가 산소에게까지 이르게 하는 과정 § 전자가 중간매체를 통과할 때마다 방출되는 에너지로 ATP 생성

。 。。 。 。 댄E켜+H+ 전자전달계 FADH2 FAD H H+ 。 0 0 0 H+ H+ 0 0 H 0 세포질 H 。 。。 。 H+ 。 H+ 0 0 。 0 H+ 막사이공간 0 0 H 0 + 세포질 화학삼투적인산화반응

Overview

2- … { ” t- ↓ ↓ R뭘훨 。n of 렐률톨l + 뼈· 、‘ .., ”l )C‘ISi IFirst A ” / I ! ATP Al〕P Cl11Cosc-6-phospha1c (G용P} ↓ F1uc1osc서〕hosphatc (F I'} Second primmg reaction Fructosc-1,6-bisphosphatc (FBP) 렐률톨l Phosphorylation of glucose and COil\'{'‘,sion to ’‘rn molecules of gl)'Ccraldchydc- ATP 2ATI’sarc used to P’imc these 3-phmpha1<'; reac1, ”‘ _ Di hydr。X)꺼cctonc phosphate / / I (DllAI ) ↓ Clycc띠ldchydc-3-phosphatc ”Clycc 1 { ” 끼ldchydc-3-phosph atc (〔샤l ) (〔까P} 1.3시’“'hf l〕lh gl)'CCI꺼IC IFirst ATP-for’”mg 3-1’hosphoglyccratc (κPC) 1,3-b씨lh Jlb glyccηIC ( ) First R뭘훨 ADP ADI’ ATP ATP-for’”mg reaction 。n of Co1we1 i glyccmldchydc- ! 3-1’hosphoglyccrate (옹l’C) 3-phosphatc to c。uplcd formation of four molecules of A"I P. p)'’uv;ite an〔l 2-Phosphoglyccratc (2-l'C) 2-Phosphoglycerate (2-PC) t- Phosphocnolpyrnvatc (PEP) Phosphocn이〕yruvatc (PEI’) ADP ADP ATP ATP 22CoA-Sll I I ‘CA I 니 )C c I I 2 NAD ll condition‘ Anaerobic 2 N/\ 1〕II 2- 2 NAD' 2 NAD' 2 Lactate 2 Ethanol 、‘ .., 4 + 뼈· A ” … 빼 때 rh κ 뼈떼 뼈 Ill co”lnlCtlllg ’nu>clc Anaerobic glycol)>is Alcoholic fc1mcntation ”l )C‘ISi ’l ’ 4 oc..‘gageL‘... ng. 씨lR에hto R...r d

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