세포의 구조와 기능

세포는 다음과 같이 "생명"이라고하는 마법의 전망과 관련된 모든 특성을 특징으로하는 가장 작거나 최소한 가장 축소 할 수없는 물체를 나타냅니다. 대사 (외부 소스에서 에너지를 추출하여 내부 프로세스에 전력을 공급) 및 생식. 이 점에서, 그들은 화학에서 원자가하는 것과 같은 생물학에서 같은 틈새를 차지합니다. 그들은 확실히 더 작은 조각으로 나눌 수 있지만, 그 조각들은 실제로 많은 것을 할 수 없습니다. 어쨌든 인체는 확실히 많은 것을 포함하고 있습니다. 30 조가 훨씬 넘습니다. 백만 백만).

자연 과학과 공학계 모두에서 공통적 인 제한은 "기능에 맞는 형태"입니다. 이 본질적으로 어떤 일이 주어진 일을 할 수 있다면 아마도 할 수있는 것처럼 보일 것임을 의미합니다. 그 직업; 반대로 주어진 작업을 수행하기 위해 무언가가 만들어진 것처럼 보이면 이것이 정확히 그 작업을 수행 할 가능성이 높습니다.

세포의 조직과 그들이 수행하는 과정은 밀접하게 관련되어 있으며 분리 할 수 ​​없으며 세포 구조와 기능의 기본은 그 자체로 보람이 있고 삶의 본질을 완전히 이해하는 데 필요합니다. 소지품.

수많은 별개의 유사한 단위로 구성된 물질의 개념 (살아있는 것과 무생물 모두)은 시간 이후로 존재 해 왔습니다. 기원전 5 세기와 4 세기에 살았던 그리스 학자 데모 크리 투스의 그러나 세포는 너무 작아서 처음으로 현미경이 발명 된 17 세기가 되어서야 누구나 실제로 시각화 할 수있었습니다. 그들.

Robert Hooke는 일반적으로 1665 년 생물학적 맥락에서 "세포"라는 용어를 만든 것으로 알려져 있지만이 분야에서의 그의 작업은 코르크에 초점을 맞추고 있습니다. 약 20 년 후 Anton van Leeuwenhoek은 박테리아를 발견했습니다. 그러나 세포의 특정 부분과 그 기능이 명확하고 완전히 설명되기까지는 몇 세기가 더 걸릴 것입니다. 1855 년에 상대적으로 모호한 과학자 인 Rudolph Virchow는 살아있는 세포는 염색체 복제에 대한 최초의 관찰이 아직 20 년 전에 있었음에도 불구하고 다른 살아있는 세포.

분류 학적 영역 인 Bacteria와 Archaea에 걸쳐있는 원핵 생물은 약 35 억년 동안 존재 해 왔으며, 이는 지구의 나이의 약 3/4에 해당합니다. (분류 생명체의 분류를 다루는 과학입니다. 도메인 계층 구조 내에서 가장 높은 수준의 범주입니다. 원핵 생물은 일반적으로 단일 세포로만 구성됩니다.

세 번째 영역 인 진핵 생물에는 동물, 식물 및 균류가 포함됩니다. 간단히 말해서 실험실 기기없이 실제로 볼 수있는 살아있는 모든 것입니다. 이 유기체의 세포는 다음의 결과로 원핵 생물에서 발생했다고 믿어집니다. 내 공생 ( "안에서 함께 사는"그리스어에서). 거의 30 억년 전에 한 세포가 호기성 (산소 사용) 박테리아를 삼켰으며 두 생명체의 목적에 기여했습니다. "삼킨"박테리아가 숙주 세포에 에너지 생산 수단을 제공하면서지지 환경을 제공하기 때문입니다. 에 대한 내생 생체.
원핵 세포와 진핵 세포의 유사점과 차이점에 대해 자세히 알아보세요.

세포는 특히 진핵 생물의 영역 내에서 크기, 모양 및 내용물의 분포가 매우 다양합니다. 이 유기체는 원핵 생물보다 훨씬 크고 다양하며 "형태 이전에 언급 된 기능에 적합 "을 참조하면 이러한 차이는 개별 세포 수준에서도 분명합니다.

모든 세포 다이어그램을 참조하고 세포가 속한 유기체에 관계없이 특정 기능을 볼 수 있습니다. 여기에는 원형질막, 셀룰러 콘텐츠를 포함합니다. 그만큼 세포질, 이것은 세포 내부의 대부분을 형성하는 젤리와 같은 매체입니다. 데 옥시 리보 핵산 (DNA), 세포가 번식하는 동안 세포가 둘로 나눌 때 형성되는 딸 세포로 전달되는 유전 물질; 및 단백질 합성 부위 인 구조 인 리보솜.

원핵 생물은 또한 식물처럼 세포막 외부에 세포벽을 가지고 있습니다. 진핵 생물에서 DNA는 세포 자체를 둘러싸고있는 것과 매우 유사한 자체 원형질막을 가진 핵으로 둘러싸여 있습니다.

세포의 원형질막은 인지질 이중층, 그 구성은 구성 부품의 전기 화학적 특성에서 유래합니다. 두 층 각각의 인지질 분자는 다음을 포함합니다. 친수성 그들의 책임 때문에 물에 끌리는 "머리", 그리고 소수성 충전되지 않아 물에서 멀어지는 경향이있는 "꼬리". 각 층의 소수성 부분은 이중 막 내부에서 서로 마주보고 있습니다. 외층의 친수성면은 세포의 외부를 향하고, 내층의 친수성면은 세포질을 향합니다.

결정적으로 원형질막은 반투과성즉, 나이트 클럽의 경비원처럼 특정 분자에는 입장을 허용하고 다른 분자는 입장을 거부합니다. 포도당 (모든 세포의 궁극적 인 연료 원 역할을하는 당) 및 이산화탄소와 같은 작은 분자 세포 안팎으로 자유롭게 움직일 수 있으며, 세포막에 수직으로 정렬 된 인지질 분자를 피할 수 있습니다. 전부의. 다른 물질은 모든 세포의 에너지 "통화"역할을하는 뉴클레오타이드 인 아데노신 삼인산 (ATP)에 의해 구동되는 "펌프"에 의해 막을 통해 활발하게 이동됩니다.
원형질막의 구조와 기능에 대해 자세히 알아보십시오.

핵은 진핵 세포의 뇌 역할을합니다. 핵 주변의 원형질막을 핵 외피라고합니다. 핵 내부는 염색체, 이것은 DNA의 "덩어리"입니다. 염색체의 수는 종마다 다릅니다 (인간은 23 가지의 다른 종류를 가지고 있지만 모두 46 가지 – 각 유형은 어머니로부터, 하나는 아버지로부터 제공됨).

진핵 세포가 분열하면 모든 염색체가 복제 된 후 핵 내부의 DNA가 먼저 분열합니다. 이 프로세스는 유사 분열, 나중에 자세히 설명합니다.

리보솜은 진핵 세포와 원핵 세포 모두의 세포질에서 발견됩니다. 진핵 생물에서 그들은 특정 세포 기관 (간 및 신장과 같은 기관이 신체에서 더 큰 규모로 수행하는 것과 같은 특정 기능을 가진 막 결합 구조). 리보솜은 DNA의 "코드"에있는 지시를 사용하여 단백질을 만들고 메신저 리보 핵산 (mRNA)에 의해 리보솜으로 전달됩니다.

DNA를 주형으로하여 mRNA가 핵에서 합성 된 후, 핵을 떠나 리보솜에 부착되어 20 개의 다른 단백질 중에서 단백질을 조립합니다. 아미노산. mRNA를 만드는 과정을 전사, 단백질 합성 자체는 번역.

진핵 세포 구성과 기능에 대한 논의는 미토콘드리아의 철저한 치료 없이는 완전하거나 관련성이있을 수 없습니다. 이 세포 소기관은 적어도 두 가지 측면에서 주목할 만합니다. 그들은 과학자들이 진화의 기원에 대해 많은 것을 배우도록 도왔습니다. 일반적으로 세포의 발달을 허용함으로써 진핵 생물의 다양성에 거의 전적으로 책임이 있습니다. 호흡.

모든 세포는 6 탄당 포도당을 연료로 사용합니다. 원핵 생물과 진핵 생물 모두에서 포도당은 총칭하여 일련의 화학 반응을 겪습니다. 해당 작용, 셀의 요구에 따라 소량의 ATP를 생성합니다. 거의 모든 원핵 생물에서 이것은 대사 라인의 끝입니다. 그러나 산소를 사용할 수있는 진핵 생물에서는 해당 과정의 산물이 미토콘드리아로 들어가 추가 반응을 일으 킵니다.

이들 중 첫 번째는 크렙스 사이클이는 소량의 ATP를 생성하지만 대부분 세포 호흡의 대단한 피날레를 위해 중간 분자를 비축하는 기능을합니다. 전자 수송 사슬. 크렙스 사이클은 매트릭스 미토콘드리아 (사립 세포질의 세포 소기관 버전)의 전자 수송 사슬, 진핵 생물에서 ATP의 압도적 다수를 생성하며 내부 미토콘드리아에서 발생합니다. 막.

진핵 세포는 이러한 복잡한 세포의 광범위하고 상호 관련된 대사 요구를 강조하는 여러 특수 요소를 자랑합니다. 여기에는 다음이 포함됩니다.

• 소포체 : 이 세포 기관은 핵막과 연속적인 원형질막으로 구성된 세관의 네트워크입니다. 그것의 임무는 새로 제조 된 단백질을 수정하여 효소, 구조 요소 등과 같은 다운 스트림 세포 기능을 준비하고 세포의 특정 요구에 맞게 조정하는 것입니다. 또한 탄수화물, 지질 (지방) 및 호르몬을 생산합니다. 소포체는 현미경 검사에서 매끄 럽거나 거칠게 보이며 각각 SER 및 RER로 축약 된 형태입니다. RER는 리보솜으로 "박혀 있기"때문에 그렇게 지정되었습니다. 이것은 단백질 변형이 일어나는 곳입니다. 반면 SER는 앞서 언급 한 물질이 조립되는 곳입니다.
• 골지체 : 골지체라고도합니다. 그것은 막 결합 주머니의 평평한 스택처럼 보이며 지질과 단백질을 소포 그런 다음 소포체에서 분리됩니다. 소포는 지질과 단백질을 세포의 다른 부분으로 전달합니다.
  
• 리소좀 : 모든 대사 과정은 폐기물을 생성하며 세포는이를 제거 할 수단을 가지고 있어야합니다. 이 기능은 단백질, 지방 및 마모 된 세포 기관 자체를 포함하여 기타 물질을 분해하는 소화 효소를 포함하는 리소좀에 의해 처리됩니다.
• 액포 및 소포 : 이 세포 소기관은 다양한 세포 구성 요소 주변을 왕복하는 주머니로, 한 세포 내 위치에서 다음 위치로 이동합니다. 주요 차이점은 소포는 세포의 다른 막 구성 요소와 융합 할 수있는 반면 액포는 융합 할 수 없다는 것입니다. 식물 세포에서 일부 액포에는 리소좀과 달리 큰 분자를 분해 할 수있는 소화 효소가 포함되어 있습니다.
• 세포 골격 : 이 물질은 핵에서 세포질을 통해 원형질막까지 확장하여 구조적 지원을 제공하는 단백질 복합체 인 미 세관으로 구성됩니다. 이 점에서 그들은 건물의 들보와 대들보와 같으며 전체 동적 셀이 자체적으로 무너지는 것을 방지합니다.

박테리아 세포가 분열하는 과정은 간단합니다. 세포는 박테리아 세포를 포함한 모든 요소를 ​​복사합니다. DNA는 크기가 거의 두 배가되면서 이분법으로 알려진 과정에서 두 개로 나뉩니다.

진핵 세포 분열이 더 관련됩니다. 첫째, 핵의 DNA가 복제되는 동안 핵 외피가 용해되고 복제 된 염색체가 딸 핵으로 분리됩니다. 이것은 유사 분열로 알려져 있으며, 전단계, 중기, 후기 및 말기의 네 가지 별개의 단계로 구성됩니다. 많은 출처에서 prometaphase라고 불리는 다섯 번째 단계를 prophase 직후에 삽입합니다. 그 후, 핵이 분열되고 두 개의 동일한 염색체 세트 주위에 새로운 핵 외피가 형성됩니다.

마지막으로, 세포 전체는 다음과 같은 과정으로 분할됩니다. 세포질 분열. 유전 적 기형 (돌연변이) 또는 유해한 화학 물질의 존재로 인해 DNA에 특정 결함이있는 경우 세포 분열이 확인되지 않고 진행될 수 있습니다. 이것은 치료법이 계속해서 개선되어 삶의 질을 크게 향상시킬 수 있지만 치료법이없는 질병 그룹 인 암의 기초입니다.