세포의 모든 부분은 무엇을합니까?

세포는 생명의 기본 구성 요소입니다. 덜 시적으로는 생명체 자체와 관련된 모든 기본 특성 (예: 단백질 합성, 연료 소비 및 유전 물질)을 유지하는 가장 작은 생명체 단위입니다. 결과적으로 작은 크기에도 불구하고 세포는 조정되고 독립적 인 다양한 기능을 수행해야합니다. 이는 차례로 다양한 개별 물리적 부품을 포함해야 함을 의미합니다.

대부분의 원핵 생물은 하나의 세포로만 구성되는 반면, 당신과 같은 진핵 생물의 몸에는 수조가 있습니다. 진핵 세포는 세포 기관이라고하는 특수한 구조를 포함하며, 이는 전체 세포를 둘러싸고있는 것과 유사한 막을 포함합니다. 이 세포 기관은 세포의 지상군으로서 세포의 모든 순간적 요구가 충족되도록 지속적으로 확인합니다.

모든 세포에는 최소한 세포막, 유전 물질 및 세포질 (세포질이라고도 함)이 포함되어 있습니다. 이 유전 물질은 데 옥시 리보 핵산 또는 DNA입니다. 원핵 생물에서 DNA는 세포질의 한 부분에 모여 있지만 진핵 생물에만 핵이 있기 때문에 막으로 둘러싸여 있지 않습니다. 모든 세포는 인지질 이중층으로 구성된 세포막을 가지고 있습니다. 원핵 세포는 안정성과 보호를 강화하기 위해 세포막 바로 외부에 세포벽을 가지고 있습니다. 진핵 생물 인 균류 및 동물과 함께 식물의 세포에도 세포벽이 있습니다.

모든 세포에는 또한 리보솜이 있습니다. 원핵 생물에서 이들은 세포질에서 자유롭게 떠 다닌다. 진핵 생물에서는 일반적으로 소포체에 결합됩니다. 리보솜은 종종 일종의 세포 기관으로 분류되지만 일부 계획에서는 막이 없기 때문에 자격이 없습니다. 리보솜 세포 기관에 라벨을 붙이지 않으면 "진핵 생물에만 세포 기관이 있음"체계가 일관되게됩니다. 이러한 진핵 세포 기관에는 소포체, 미토콘드리아 (또는 식물, 엽록체), 골지체, 리소좀, 액포 및 세포 골격이 포함됩니다.

원형질막이라고도하는 세포막은 세포의 내부 환경과 외부 세계 사이의 물리적 경계입니다. 그러나이 기본 평가를 세포막의 역할이 단순히 보호 적이거나 막이 단지 임의의 속성 선이라는 제안으로 착각하지 마십시오. 진핵 세포뿐만 아니라 모든 세포의 이러한 특징은 수십억 년의 진화의 산물이며 사실 단순한 것보다 진정한 지능을 가진 독립 체처럼 기능하는 다기능적이고 역동적 인 경이 장벽.

세포막은 인지질 이중층으로 유명합니다. 즉, 인지질 분자 (또는 더 적절하게는 포스 포 글리세로 지질)로 구성된 두 개의 동일한 층으로 구성됩니다. 각각의 단일 층은 비대칭이며, 오징어 또는 몇 개의 술이있는 풍선과 관련이있는 개별 분자로 구성됩니다. "헤드"는 순 전기 화학적 전하 불균형을 갖고 따라서 극성으로 간주되는 인산염 부분입니다. 물도 극성이 있고 유사한 전기 화학적 특성을 가진 분자가 함께 응집하는 경향이 있기 때문에 인지질의이 부분은 친수성으로 간주됩니다. "꼬리"는 지질, 특히 한 쌍의 지방산입니다. 인산염과는 달리, 이들은 전하가 없으므로 소수성입니다. 인산염은 분자 중앙에있는 3 개의 탄소 글리세롤 잔기의 한면에 부착되고 두 지방산은 다른면에 결합됩니다.

소수성 지질 꼬리가 용액에서 자발적으로 서로 결합하기 때문에 이중층이 설정되어 인산염 층은 세포 내부를 향해 바깥쪽으로 향하는 반면, 두 지질 층은 세포 내부에서 혼합됩니다. 이중층. 이것은 이중 막이 신체의 양면처럼 거울 이미지로 정렬된다는 것을 의미합니다.

막은 단순히 유해 물질이 내부에 도달하는 것을 막지 못합니다. 선택적으로 침투 할 수있어 중요한 물질은 들어오지 만 트렌디 한 나이트 클럽의 경비원처럼 다른 사람은 차단합니다. 또한 폐기물 배출을 선택적으로 허용합니다. 막에 내장 된 일부 단백질은 세포 내에서 평형 (화학적 균형)을 유지하기 위해 이온 펌프 역할을합니다.

세포질이라고도하는 세포질은 세포의 다양한 구성 요소가 "유영"하는 스튜를 나타냅니다. 모든 세포, 원핵 생물과 진핵 생물은 세포질을 가지고 있으며, 세포질이 없으면 빈 풍선보다 더 이상 구조적 완전성을 가질 수 없습니다.

과일 조각이 들어있는 젤라틴 디저트를 본 적이 있다면 젤라틴을 생각할 것입니다. 그 자체가 세포질로, 과일은 세포 기관으로, 젤라틴을 세포막 또는 세포로 담는 접시 벽. 세포질의 일관성은 수분이 많으며 매트릭스라고도합니다. 문제의 세포 유형에 관계없이 세포질은 해수 나 무생물보다 훨씬 더 높은 밀도의 단백질과 분자 "기계"를 포함합니다. 환경, 이것은 세포막이 항상성 (생물에 적용되는 "평형"의 또 다른 단어)을 유지하는 일에 대한 증거입니다. 세포.

세포의 유전 물질 인 원핵 생물에서, 세포가 재생산하는 데 사용하는 DNA는 세포의 나머지 부분이 살아있는 유기체를위한 단백질 제품을 만들도록 지시하는 DNA가 세포질에서 발견됩니다. 진핵 생물에서는 핵이라는 구조로 둘러싸여 있습니다.

핵은 세포의 원형질막과 물리적으로 유사한 핵 외피에 의해 세포질과 구분됩니다. 핵 외피에는 특정 분자의 유입과 유출을 허용하는 핵 구멍이 있습니다. 이 세포 기관은 모든 세포에서 가장 크고 세포 부피의 최대 10 %를 차지하며 세포 자체를 드러 낼만큼 강력한 현미경을 사용하여 쉽게 볼 수 있습니다. 과학자들은 1830 년대부터 핵의 존재를 알고 있습니다.

핵 내부에는 염색질이 있으며, DNA 형태의 이름은 세포가 분열을 준비하지 않을 때 사용됩니다. 감겨져 있지만 현미경으로 구별되는 염색체로 분리되지 않았습니다. 핵소체는 리보솜 RNA (rRNA)의 합성 전용 DNA 인 재조합 DNA (rDNA)를 포함하는 핵의 일부입니다. 마지막으로, 핵질은 세포 고유의 세포질과 유사한 핵 외피 내부의 수분 물질입니다.

유전 물질을 저장하는 것 외에도 핵은 세포가 언제 분열하고 번식 할지를 결정합니다.

미토콘드리아는 동물 진핵 생물에서 발견되며 호기성 호흡이 발생하는이 직사각형 세포 기관이 있기 때문에 세포의 "발전소"를 나타냅니다. 호기성 호흡은 섭취하는 모든 포도당 분자 (신체의 궁극적 인 연료 통화)에 대해 ATP 또는 아데노신 삼인산 (세포의 주요 에너지 원) 분자를 36 ~ 38 개 생성합니다. 반면에 산소를 필요로하지 않는 해당 과정은이 정도의 에너지를 10 분의 1 정도만 생성합니다 (포도당 분자 당 4 ATP). 박테리아는 해당 과정만으로는 얻을 수 있지만 진핵 생물은 그렇지 않습니다.

호기성 호흡은 미토콘드리아 내의 서로 다른 두 위치에서 두 단계로 이루어집니다. 첫 번째 단계는 미토콘드리아 기질에서 발생하는 일련의 반응 인 크렙스 주기로, 다른 곳의 핵질 또는 세포질과 유사합니다. 크렙스 회로 (구연산 회로 또는 트리 카르 복실 산 회로라고도 함)에서 두 분자의 피루 베이트, 해당 과정에서 생성되는 탄소 3 개 분자, 6 개 탄소 포도당 분자 1 개당 매트릭스에 들어감 소비. 그곳에서 피루 베이트는 추가 크렙스 사이클을위한 물질을 생성하는 반응 사이클을 거치며, 중요한 것은 호기성 대사의 다음 단계 인 전자 수송을위한 고 에너지 전자 운반체입니다. 체인. 이러한 반응은 미토콘드리아 막에서 발생하며 호기성 호흡 중에 ATP 분자가 방출되는 수단입니다.

동물, 식물 및 곰팡이는 현재 지구에 서식하는 주요 진핵 생물입니다. 동물은 포도당과 산소를 ​​사용하여 연료, 물 및 이산화탄소를 생성하는 반면 식물은 물, 이산화탄소 및 태양 에너지를 사용하여 산소와 포도당을 생산합니다. 이 배열이 우연처럼 보이지 않는다면 그렇지 않습니다. 식물이 신진 대사를 위해 사용하는 과정을 광합성이라고하며, 근본적으로 호기성 호흡이 정확히 반대 방향으로 실행됩니다.

식물 세포는 산소를 사용하여 포도당 부산물을 분해하지 않기 때문에 미토콘드리아가 없거나 필요하지 않습니다. 대신 식물은 엽록체를 가지고 있으며, 이는 사실상 빛 에너지를 화학 에너지로 변환합니다. 각 식물 세포에는 동물 세포의 미토콘드리아처럼 한때 독립된 것으로 여겨지는 엽록체가 15 개 또는 20 개에서 100 개 정도 있습니다. 진핵 생물이 진화하기 전의 박테리아는이 작은 유기체를 분명히 삼키고이 박테리아의 대사 기계를 그들의 개인적인.

미토콘드리아가 세포의 발전소라면 리보솜은 공장입니다. 리보솜은 막에 묶여 있지 않으므로 기술적으로 세포 기관이 아니지만 편의를 위해 종종 진정한 세포 기관과 그룹화됩니다.

리보솜은 원핵 생물과 진핵 생물의 세포질에서 발견되지만 후자에서는 종종 소포체에 부착됩니다. 약 60 %의 단백질과 약 40 %의 rRNA로 구성됩니다. rRNA는 DNA, 메신저 RNA (mRNA) 및 전달 RNA (tRNA)와 같은 핵산입니다.

리보솜은 단백질을 생산하기위한 한 가지 이유 때문에 존재합니다. 그들은 DNA를 통해 rRNA에 코딩 된 유전자 명령을 단백질 제품으로 변환하는 번역 과정을 통해이를 수행합니다. 리보솜은 신체에있는 20 가지 유형의 아미노산에서 단백질을 조립하며, 각 아미노산은 특정 유형의 tRNA에 의해 리보솜으로 이동합니다. 이러한 아미노산이 추가되는 순서는 mRNA에 의해 지정되며, 각각은 단일 DNA 유전자 – 즉, 효소, 호르몬, 눈 등 단일 단백질 제품의 청사진 역할을하는 DNA 길이 그림 물감.

번역은 소위 소규모 생물학의 중심 교리의 세 번째이자 마지막 부분으로 간주됩니다. DNA는 mRNA를 만들고 mRNA는 단백질을 만들거나 최소한 지시 사항을 전달합니다. 그랜드 계획에서 리보솜은 기능하기 위해 세 가지 표준 유형의 RNA (mRNA, rRNA 및 tRNA) 모두에 동시에 의존하는 세포의 유일한 부분입니다.

나머지 세포 기관의 대부분은 소포 또는 일종의 생물학적 "주머니"입니다. 현미경 검사에서 특징적인 "팬케이크 스택"배열을 가진 골지체는 새로 합성 된 단백질을 포함합니다. 골지체는 이들을 꼬집어 작은 소포에서 방출하며, 이 지점에서이 작은 몸체는 자체적으로 폐쇄 된 막을 가지고 있습니다. 이 작은 소포의 대부분은 세포 전체를위한 고속도로 또는 철도 시스템과 같은 소포체에 감겨 있습니다. 어떤 종류의 소포체에는 많은 리보솜이 부착되어있어 현미경으로 "거친"모습을 보입니다. 따라서 이러한 세포 기관은 거친 소포체 또는 RER라는 이름으로 사용됩니다. 대조적으로, 리보솜이없는 소포체는 평활 소포체 또는 SER라고합니다.

세포에는 또한 폐기물이나 원하지 않는 방문자를 분해하는 강력한 효소를 포함하는 소포 인 리소좀이 포함되어 있습니다. 이것은 청소부에게 보내는 세포의 대답과 같습니다.