세포에서 미세 소관의 주요 기능은 무엇입니까?

Microtubules은 정확히 소리가 나는 방식입니다. 진핵 세포 내부에서 발견되는 미세한 중공 관과 세포의 구조와 운동 기능을 제공하는 일부 원핵 박테리아 세포입니다. 생물학 학생들은 연구 중에 원핵 세포와 진핵 세포의 두 가지 유형의 세포 만 있다는 것을 배웁니다.

원핵 세포는 생물학적 인 Linnaean 분류 체계 아래 Archaea 및 Bacteria 도메인에서 발견되는 단세포 유기체를 구성합니다. 모든 생명체의 분류 시스템, 진핵 세포는 원생 생물, 식물, 동물 및 곰팡이를 감독하는 Eukarya 도메인에 속합니다. 왕국. 모네 라 왕국은 박테리아를 말합니다. 미세 소관은 세포 내 여러 기능에 기여하며, 이 모든 기능은 세포 생활에 중요합니다.

TL; DR (너무 깁니다. 읽지 않음)

미세 소관은 세포가 모양을 유지하는 데 도움이되는 작고 속이 빈 구슬 모양의 관형 구조입니다. 마이크로 필라멘트 및 중간 필라멘트와 함께 그들은 세포의 세포 골격을 형성 할뿐만 아니라 세포의 다양한 운동 기능에 참여합니다.

세포의 세포 골격의 일부로서 미 세관은 다음에 기여합니다.

• 세포와 세포막에 모양을 부여합니다.
• 근육 세포의 수축 등을 포함하는 세포 운동.
• 미세 소관 "도로"또는 "컨베이어 벨트"를 통해 세포 내 특정 세포 기관의 운송.
• 유사 분열 및 감수 분열: 세포 분열 및 유사 분열 방추 생성 중 염색체의 이동.
  

미 세관은 튜 불린과 구형 단백질의 중합체로 구성된 13 개의 원형 필라멘트로 구성된 원형으로 구성된 벽이있는 작고 속이 빈 구슬 모양의 파이프 또는 튜브입니다. Microtubules은 구슬 장식 중국 손가락 트랩의 소형 버전과 유사합니다. 미세 소관은 너비의 1,000 배까지 자랄 수 있습니다. 이합체 (단일 분자 또는 알파와 베타 튜 불린이 함께 결합 된 두 개의 동일한 분자)의 조립으로 제작 된 미 세관은 식물과 동물 세포 모두에 존재합니다.

식물 세포에서는 미세 소관이 세포 내의 여러 부위에서 형성되지만 동물 세포에서는 미세 소관이 형성됩니다. 세포에 참여하는 세포핵 근처의 세포 기관인 중심체에서 시작 분할. 마이너스 끝은 미 세관의 부착 된 끝을 나타내며 반대쪽은 플러스 끝입니다. 미 세관은 튜 불린 이량 체의 중합을 통해 플러스 끝에서 성장하고 미 세관은 방출과 함께 수축합니다.

미세 소관은 세포가 압축에 저항 할 수 있도록 구조를 제공하고 소포 (단백질 및 기타화물을 운반하는 주머니와 같은 구조)가 세포를 가로 질러 이동하는 고속도로를 제공합니다. 미세 소관은 또한 분열하는 동안 복제 된 염색체를 세포의 반대쪽 끝으로 분리합니다. 이러한 구조는 단독으로 또는 세포의 다른 요소와 함께 작동하여 중심체, 섬모 또는 편모와 같은 더 복잡한 구조를 형성 할 수 있습니다.

직경이 25 나노 미터에 불과한 미세 소관은 종종 세포가 필요로하는만큼 빨리 해체되고 재 형성됩니다. 튜 불린의 반감기는 하루 정도이지만 미세 소관은 일정한 불안정 상태에 있기 때문에 10 분 동안 만 존재할 수 있습니다. 이러한 유형의 불안정성을 동적 불안정성이라고하며 미세 소관은 세포의 필요에 따라 조립 및 분해 할 수 있습니다.

세포 골격을 구성하는 구성 요소에는 세 가지 다른 유형의 단백질 (마이크로 필라멘트, 중간 필라멘트 및 미세 소관)으로 만들어진 요소가 포함됩니다. 이러한 단백질 구조 중 가장 좁은 구조에는 종종 미오신과 관련된 마이크로 필라멘트가 포함됩니다. 단백질 액틴 ( "얇은"필라멘트라고도하는 길고 얇은 섬유)과 함께 근육 세포를 수축시키고 뻣뻣함과 모양을 세포.

평균 직경이 4 ~ 7nm 인 작은 막대 모양의 구조 인 마이크로 필라멘트는 세포 골격에서 수행하는 작업 외에도 세포 운동에 기여합니다. 평균 직경이 10nm 인 중간 필라멘트는 세포 소기관과 핵을 고정하여 묶는 역할을합니다. 그들은 또한 세포가 긴장을 견디도록 도와줍니다.

미세 소관은 완전히 안정적으로 보일 수 있지만 일정한 흐름을 유지합니다. 어느 순간에 미세 소관 그룹은 용해 과정에있을 수 있고 다른 그룹은 성장 과정에있을 수 있습니다. 미 세관이 성장함에 따라 이종이 량체 (두 개의 폴리 펩타이드 사슬로 구성된 단백질)는 미 세관의 끝에 캡을 제공하며, 이는 다시 사용하기 위해 축소 될 때 벗겨집니다. 미세 소관의 동적 불안정성은 형태 안팎으로 움직이는 본질적인 불안정성을 가지고 있기 때문에 진정한 평형과는 반대로 정상 상태로 간주됩니다.

세포 분열은 생명을 번식하는 것뿐만 아니라 오래된 세포를 새로운 세포로 만드는데도 중요합니다. 미세 소관은 유사 분열 방추의 형성에 기여함으로써 세포 분열에서 중요한 역할을하며, 이는 후기 동안 복제 된 염색체의 이동에 일부 역할을합니다. "거대 분자 기계"인 유사 분열 스핀들은 두 개의 딸 세포를 만들 때 복제 된 염색체를 반대쪽으로 분리합니다.

부착 된 끝이 마이너스이고 부동 끝이 포지티브 인 미세 소관의 극성은 양극성 스핀들 그룹화 및 목적을위한 중요하고 역동적 인 요소가됩니다. 미세 소관 구조로 만들어진 스핀들의 두 극은 복제 된 염색체를 안정적으로 분리하고 분리하는 데 도움이됩니다.

미세 소관은 또한 세포의 이동을 돕는 부분에 기여하며 섬모, 중심체 및 편모의 구조적 요소입니다. 예를 들어 수컷 정자 세포는 원하는 목적지 인 암컷 난자에 도달하는 데 도움이되는 긴 꼬리를 가지고 있습니다. 편모 (복수형은 편모)라고 불리는이 긴 실 모양의 꼬리는 원형질막의 외부에서 확장되어 세포의 움직임에 동력을 제공합니다. 대부분의 세포 (이를 가지고있는 세포에서)는 일반적으로 1-2 개의 편모를 가지고 있습니다. 섬모가 세포에 존재할 때, 그들 중 다수는 세포 외부 원형질막의 전체 표면을 따라 퍼집니다.

예를 들어, 여성 유기체의 나팔관을 감싸는 세포의 섬모는 난자를 자궁으로 이동하는 정자 세포와의 운명적인 만남으로 이동하는 데 도움이됩니다. 진핵 세포의 편모와 섬모는 원핵 세포에서 발견되는 것과 구조적으로 동일하지 않습니다. microtubules와 동일하게 구축 된 생물 학자들은 microtubule 배열을 "9 + 2 array"라고 부릅니다. 편모 또는 섬모는 고리에있는 9 개의 미세 소관 쌍으로 구성되어 있습니다. 센터.

미세 소관 기능에는 튜 불린 단백질, 고정 위치 및 효소 및 세포 내 기타 화학적 활동을위한 조정 센터가 필요합니다. 섬모와 편모에서 튜 불린은 미세 소관의 중앙 구조에 기여하며, 여기에는 다인 암, 넥신 링크 및 방사형 스포크와 같은 다른 구조의 기여가 포함됩니다. 이러한 요소는 근육 수축 중에 액틴 및 미오신 필라멘트가 움직이는 방식과 유사한 방식으로 미세 소관 사이의 통신을 가능하게합니다.

섬모와 편모는 모두 미 세관 구조로 구성되어 있지만 움직이는 방식은 뚜렷하게 다릅니다. 단일 편모는 물고기의 꼬리가 물고기를 앞뒤로 채찍처럼 움직이는 것과 같은 방식으로 세포를 추진합니다. 한 쌍의 편모는 운동을 동기화하여 세포를 앞으로 나아가게 할 수 있습니다. 마치 수영하는 사람이 평영을 수영 할 때 팔이 기능하는 방식과 같습니다.

편모보다 훨씬 짧은 섬모는 세포의 외막을 덮고 있습니다. 세포질은 섬모에게 필요한 방향으로 세포를 추진하기 위해 조정 된 방식으로 움직 이도록 신호를 보냅니다. 마치 행진하는 밴드처럼, 그들의 조화로운 움직임은 모두 같은 드러머에게 발을 들여 놓습니다. 개별적으로 섬모 또는 편모의 움직임은 단일 노처럼 작동하며 강력한 스트로크로 매체를 통과하여 세포가 이동해야하는 방향으로 세포를 추진합니다.

이 활동은 초당 수십 번의 뇌졸중으로 발생할 수 있으며, 한 번의 뇌졸중은 수천 개의 섬모의 조정을 포함 할 수 있습니다. 현미경으로 방향을 빠르게 변경하여 섬모가 환경의 장애물에 얼마나 빨리 반응하는지 확인할 수 있습니다. 생물 학자들은 여전히 ​​그들이 어떻게 그렇게 빠르게 반응하는지 연구하고 있으며 세포의 내부 부분이 섬모와 편모에게 어떻게, 언제, 어디로 가야하는지 알려주는 통신 메커니즘을 아직 발견하지 못했습니다.

미세 소관은 세포 내에서 미토콘드리아, 세포 기관 및 소포를 세포를 통해 이동시키는 수송 시스템 역할을합니다. 일부 연구자들은이 과정이 컨베이어 벨트와 유사한 미세 소관을 비유함으로써 작동하는 방식을 언급합니다. 다른 연구자들은이를 미토콘드리아, 세포 기관 및 소포가 통과하는 추적 시스템이라고합니다. 세포.

세포의 에너지 공장 인 미토콘드리아는 호흡과 에너지 생산이 발생하는 구조 또는 작은 기관입니다. 둘 다 생화학 적 과정입니다. 세포 소기관은 세포 내에서 여러 개의 작지만 특수한 구조로 구성되어 있으며 각각 고유 한 기능이 있습니다. 소포는 체액이나 공기와 같은 다른 물질을 포함 할 수있는 작은 주머니와 같은 구조입니다. 소포는 원형질막에서 형성되어 지질 이중층으로 둘러싸인 구형 같은 주머니를 만들기 위해 꼬집어집니다.

구슬 모양의 미 세관 구조는 컨베이어 벨트, 트랙 또는 고속도로 역할을하여 세포 내의 소포, 세포 기관 및 기타 요소를 이동해야하는 장소로 운반합니다. 진핵 세포의 미 세관 모터에는 다음이 포함됩니다. 키네신, 미세 소관의 플러스 끝 (성장하는 끝)으로 이동합니다. 다인 미 세관이 원형질막에 부착되는 반대쪽 또는 마이너스 끝으로 이동합니다.

"운동"단백질 인 키네신은 미세 소관을 따라 세포 기관, 미토콘드리아 및 소포를 이동합니다. 세포의 에너지 통화 인 아데노신 트리 포스페이트의 가수 분해 힘을 통한 필라멘트 또는 ATP. 다른 운동 단백질 인 dynein은 ATP에 저장된 화학 에너지를 변환하여 미 세관 필라멘트를 따라 세포의 마이너스 끝을 향해 반대 방향으로 이러한 구조를 걷는다. 키네신과 다 이네 인은 모두 세포 분열 중에 사용되는 단백질 모터입니다.

최근 연구에 따르면 다인 단백질이 미세 소관의 마이너스 쪽 끝까지 걸을 때 떨어지지 않고 그곳에 모입니다. 그들은 스팬을 가로 질러 다른 미세 소관에 연결하여 일부 과학자들이 "아스터"라고 부르는 것을 형성합니다. 여러 미세 소관을 하나의 형태로 변형하여 유사 분열 방추 형성에 중요한 과정 구성.

유사 분열 방추는 "축구 모양"분자 구조로, 세포가 분열하여 두 개의 딸 세포를 형성하기 직전에 염색체를 반대쪽 끝으로 끌어 당깁니다.

후자의 첫 번째 현미경 발명 이후 세포 생명에 대한 연구가 계속되고 있습니다. 하지만 셀룰러 분야의 발전은 지난 수십 년 동안 생물학. 예를 들어, 연구원들은 1985 년에 비디오 강화 광학 현미경을 사용하여 운동 단백질 키네신 -1을 발견했습니다.

그 때까지 운동 단백질은 연구자들에게 알려지지 않은 일종의 신비한 분자로 존재했습니다. 기술 개발이 발전하고 연구가 계속됨에 따라 연구자들은 세포를 깊이 파고 들기를 희망합니다. 세포의 내부 작용이 어떻게 작동하는지 배울 수있는 모든 것을 알아 내기 위해 원활하게.