1. 세포
1) -후크 : 세포 명명, 죽은 세포벽만 관찰
-슐라이덴 : 식물세포설
-슈반 : 동물세포설
-피르호 : 세포는 세포로부터
2) 세포의 관찰
① 현미경 : 배율증가해서 확대시 -> 시야는 좁아지며 어두워진다.
전자현미경-10만배, 살아있는 세포는 볼수 없다
ⅰ) 주사전자현미경 (SEM) : 표면을 관찰하기 위해 금속 도금 후 전자를 튀겨서 ex) 상피세포관찰
ⅱ) 투과전자현미경 (TEM) : 속을 관찰
광학현미경-1000만배, 살아있는 세포를 관찰
② 원심분리기 ; 세포분획
3) 세포수의 차이 -> 생물의 크기 (세포의 크기 X)
4) 표면-부피가설 : “표면적:부피”의 비율을 늘리기 위해 세포는 가능한한 작은 크기로 존재한다.
2. 원핵세포
-핵막
-핵양체, 원형DNA
-세포소기관 없음
-세포벽 - 그람양성균: 두꺼운 펩티도글리칸
- 그람음성균: 지질다당체(LPS) -내독소
-플라스미드
-메소솜 : DNA복제시 분리 보조
-편모 : 플라젤린단백질
-내생포자 : 그람양성세균, 디피콜린산 , 1개 세포에서 1개의 내생포자
건조, 열, 자외선, 화학물질 내성을 지님 -> 고압멸균
-다당류 캡슐
3. 진핵세포
-2중 핵막
-셀룰로오스, 키틴 세포벽
-선형 DNA
-막성 세포소기관
-세포골격
4. 단일막 : 세포막, 소포체, 골지체, 액포, 미소체, 리소솜
이중막 : 핵막, 엽록체, 미토콘드리아
막구조 없음 : 인, 리보솜, 중심립(체)
5. 세포막 “유동모자이크 모델”
1) 인지질
① 양친매성 : 글리세롤 + 인 + X - 친수성, 지방산(포화사슬1개+불포화사슬1개) - 소수성,
② 유동성 -불포화 지방산
* 지방산 + 글리세롤 + 인 + X : X에 따라 여러 가지 ex) 포스파티딜 세린, 포스파티딜 에탄올아민, 포스파티딜 콜린 ...
* 지방산 + 세린 + 인 + 콜린 : 스핑고미엘린 , 글리세롤이 없다
cf) 당지질(glycolipid) : 당+세린+지방산 , 글리세롤과 인이 없다 ex) ganglioside, cerebroside
* detergent : 인지질 막에서 당백질 추출시 이용- 단백질 빠져나오게 : SDS, Triton X-100
인지질과 유사한 성질로 친수성, 소수성을 지님
인지질 + detergent -> detergent에 인지질이 붙고 단백질만 남는다
③ 이중결합이 많은 불포화 지방산 일수록 : 유동성 증가
지방산의 가지의 길이가 짧을수록 : 유동성 증가
온도 증가 : 유동성 증가
cf) 콜레스테롤은 유동성 감소 , 세포막 안정화와 완충작용에 기여
(저온 : 유동성 ↑ (지질층의 결정화 억제), 고온 : 유동성 ↓ (지질성분의 지나친 움직임 제한) )
④ 소포체에서 형성된 인지질 -> 원형질막에 붙어서 형성
⑤ 안과 밖이 다른 이면성 ★ 모든 생체막들은 비대칭적이다
⑦ flippase: 인지질은 좌우운동(측면확산)은 쉬우나 상하(flip-flop)은 잘 일어나지 않는다
flippase 작용으로 상하운동도 가능 - 포스파티딜세린은 거의 안 일어남. ( -전하때문)
주로, 포스파티딜 콜린, 포스파티딜 에탄올아민에서 잘 일어남.
2) 막단백질
① 내재성 단백질 : 인지질 이중층 관통, 막의 소수성에 박혀있음, 계면활성제로 분리가능
② 표재성 단백질 : 막의 표면에 위치, 수소결합, 이온결합등의 약한 비공유 결합들로 막에 결합
③ 역할 : 운반제, 이온채널, 수용체, 효소, CAM(세포부착단백질), 세포연접
♣ (케드헤린, 인테그린, 셀렉틴, Ig superfamily)
3) 막탄수화물
- 세포인식에 관여, 밖에만 위치 ex)
- 막의 안정성, 저항성, 신호전달, 항원인식, 막단백질 folding
6. 세포연접
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부착연접 (adhesive junction) |
밀착연접 (tight junction) |
간극연접 (gap junction) |
원형질연락사 (plasmodesmata) (식물) |
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종류) desmosome hemidesmosome adhesion belt focal content |
위치) 소화기관, 방광, 신장, 세정관, 뇌모세혈관(BBB) |
위치) 세포와 세포간의 원형질막끼리 연결 | |
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기능) 세포-세포간 연결기능 |
기능) 세포-세포사이 밀봉기능 |
기능) 세포간 의사소통 (신호전달) |
기능) 물,이온,양분,호르몬 통로 바이러스도 전파 |
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*접착결합: 캐드헤린(Ca2+요구), + 액틴필라멘트 *데스모솜결합: 충격이 많은 세포에 발달 세포-세포 캐드헤린, 중간섬유 (케라틴) *헤미데스모솜: 세포-기저층, ECM 인테그린, 피브로넥틴, 중간섬유
cf) 데스모좀 분리시, Ca2+ 농도↓ , 트립신 |
ex) 장세포의 음식물 흡수시, 각세포로 포도당이 하나씩 통과하는데(능동수송) 밀착연접이 세포사이를 막아주므로 옆으로 확산이 억제 ★ 장세포를 통과한 포도당이 혈관을 통과 할때는 확산을 이용(수동수송)
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* 콘넥신 단백질로 구성 원통구조 connexin 6개 -> connexon Ca2+농도↑, H+농도↑ : 닫힘
ex) 심장: 활동전위 전달시 배발생 초기에 양분이동
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* 인접한 세포간의 소포체 내강이 연결 “데스모튜뷸” * 주로 수동적 이동 * 큰물질은 이동 못함 (조절기능 있음)
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7. 인 (nucleolus)
1) rRNA 유전정보 있음: rRNA 합성
2) 리보솜 단위체 조립
3) 인의 크기가 크고 뚜렷 : 단백질 합성이 활발함을 의미
4) 막으로 형성되어 있지 않다
8. 리보솜 (ribosome)
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원핵 |
진핵 | ||
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70S |
80S | ||
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50S |
5S, 23S |
60S |
5S, 5.8S, 28S |
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30S |
16S |
40S |
18S |
1) 구성 : rRNA + 단백질
2) 핵속의 인에서 합성
미성숙 rRNA + 단백질 : 인에서 조립된 후 세포질에서 완성
단 28S rRNA는 인 밖에서 형성된 후 인으로 들어와서 60S를 형성
3) 대소단위 + 소소단위
4) 제일 작은 세포소단위
5) 폴리 or 단일형
6) 테트라사이클린, 스트렙토마이신
- 원핵의 리보솜기능 파괴 -> 단백질합성 저해
- 진핵에는 영향 없다
단, 미토콘드리아, 엽록체의 리보솜에는 영향을 줌
♣ 단백질 이동방식
1) pore(핵공)를 통해 핵으로 이동 : 핵
- 3차가 1차로 풀려서 들어간다
2) membrane(막)을 통해 이동 : 엽록체, 미토콘드리아, 퍼옥시좀
3) vesicle(소낭)을 통해 이동 : 소포체에서 소낭을 형성 -> 골지체 -> 밖으로
♣ bound ribosome : 소포체에 부착
형성된 단백질의 운명? ① lysosome 속에 존재 (저장) : M-6-phosphate 붙은것만
② plasma membrane (원형질막) - 막구성분
③ 세포밖으로 배출
- constitutive secration ; 만들어지는대로 계속 분비
- regulated secration : 조절 분비 (외부자극 신호가 왔을때만)
free ribosome : 세포질에 산재
형성된 단백질의 운명? 미토콘드리아, 엽록체, 핵, 퍼옥시좀 등으로 이동
9. 핵 (nucleus)
1) 유전자 조절, 핵막(이중막), 핵공, 염색질, 인
2) 핵막
① 조면소포체가 형성
② 핵공 : 8개 소단위로 구성
♣ 핵공 수송방법
-확산 : 작은 크기 분자 (50kd이하)
-능동수송 : 핵위치 신호서열에 따른 단백질 ,GTP 에너지를 이용
in ) 전사에 필요한 단백질, 염색체 복제시 필요한 단백질
out) m, t, rRNA
③ lamine 단백질 : 핵의 모양 유지, 핵막 안쪽에 위치
3) 염색질 (chromatine)
① 뉴클레오좀 (히스톤단백질+DNA=옥타머) -> 염색질 (chromatine) -> 염색체 (chromosome)
② 히스톤 단백질
- histon protein : H2a, H2b, H3, H4 cf) H1은 뉴클레오솜이 서로 결합하도록 보조
- nonhiston protein : 생물체 내에서도 세포마다 다르다
- 양전하 : 아르기닌, 리신 아미노산이 풍부
4) 대부분 1세포에 1개의 핵
예외) 포유류 골격근 (다핵), 짚신벌레 (대핵, 소핵), 포유류 적혈구 (성숙 후 탈핵), 포유류의 심근 (1~2개의 핵)
cf) 어류 -> 양서류 -> 파충류 -> 조류 -> 포유류
(적혈구 : 핵존재 ) 무핵
10. 미토콘드리아
1) ATP 생성 기능
2) 크리스테구조 , 선상, 과립형, 소시지모양- 여러 가지
3) 이중막 : 내부구획(기질), 외부구획 (막간공간)
Tom(외막)- Tim(내막)
4) 내막 구성성분 : cardiolipin "내공생설의 증거“
외막 : 투과 단백질- porin 단백질: 물질수송
5) ATP합성효소 (F0F1), 전자전달계 효소, 지방산 산화효소 , 시토크롬C (세포자살에 관여)
6) 독자적 DNA, 리보솜을 지님 : 스스로 복제, 자기단백질 생성, 세포질의 자유 리보솜에서 형성된 단백질,
환상의 DNA (모계유전)
7) 이분법 분열
8) 야누스그린B에 염색됨
♣세포내 공생설 증거
- 대상) 미토콘드리아(←호기성세균), 엽록체(←시아노박테리아), 세균
- 이중막, 원형DNA, 히스톤 존재하지 않음, 리보솜은 세균과 유사, cardiolipin, 개시 tRNA (fMet)
- 스트렙토마이신, 테트라사이클린은 미토콘드리아, 엽록체, 세균의 번역을 억제
디프테리아 독소는 진핵만 번역 억제
11. 엽록체
1) ATP 생성 기능
2) 주로 엽육세포에 많다
3) 라멜라구조 : 틸라코이드(명반응, 광계Ⅰ,Ⅱ), 그라나, 스트로마(암반응)
4) 이중막구조 : Toc(외막)- Tic(내막)
5) 독자적 리보솜과 DNA (환상) - 모계유전
12. 소포체
1) 활면소포체 (SER)
① 지질합성 : 특히 스테로이드, 인지질, 지방산
② 해독작용 : 간세포의 SER - 시토크롬 P450 계열의 효소가 활성화되어 해독작용을 함 (독극물에 OH붙여서 뇨로 배출)
③ 탄수화물 대사 : 간세포에서 글리코겐 합성, 포도당 분해
간 : 글리코겐을 포도당으로 끊어서 -> SER로 이동 -> 간세포막 밖으로 포도당 방출
④ Ca2+ 저장 : 근소포체
⑤ 막구성성분
2) 조면소포체 (RER)
① 핵막의 합성
② 단백질 합성 : RER 겉에 리보솜을 부착하고 있어서 단백질 합성
♣ 단백질의 합성 분비경로
DNA -> pre mRNA -> splicing -> mRNA -> 핵공통과 -> 세포질로 이동 : 리보솜에 의한 단백질 합성
-> 신호서열 합성 -> (단백질수송 메커니즘) -> 조면소포체내 (단백질변형-절단, 접힘, 배당화) -> 운반소낭형성
-> 골지체 (단백질변형 :당화외의 여러가지) -> 분비소낭 (v-SNARE 부착) -> 미세소관 따라서 원형질막으로 이동
(막내부에 t-SNARE 수용체) -> exocytosis
③ 단백질 변형 : 배당화는 소포체에서 시작된다, 이황화결합 형성
13. 골지체
1) 구조
형성면(cis, 입구) ----- 오스늄염으로 염색
시스터나 구조 ------- 각각의 시스터나 마다 지닌 효소는 상이하다, 시스터나에서 시스터나로 이동시 소낭형성해서 이동
성숙면(trans, 출구) --- 에텐아민으로 염색
2) 단백질 변형, 가공, 저장, 분류
가공) ① 배당화( glycosylation) : 당단백질, 당지질 합성
② sulfication : 이황화결합 형성
③ galactosy transferase : 갈락토스 첨가
3) 헤미셀룰로오스, 펙틴 형성
nuclease protease glycosidase lipase phosphatase sulfatase phospholipase
14. 리소솜 (lysosome)
1) 단일막 구조
2) 가수분해효소 : 주로 산성에서 존재하는 효소 , * 대표적으로 7가지
3) 리소솜은 산성상태 유지 : ATP 이용하면서 내부로 H+ 펌핑
4) 저장병 : 리소솜의 일부효소가 결핍시
-테이삭스병 : hexosamindase A 결핍으로 갱글리오시드 축적
-폼페병 : sphingomyelinase 결핍으로 스핑고미엘린 축적
-니만픽병 : α-glucosidase 결핍으로 글리코겐 축적
5) 기능 ; 세포외 물질 분해, 자신의 세포소기관 제거시(자식작용: 손상세포, 노화세포, 발생시 불필요한 세포 제거),
식세포형성이나 엔도시토시스시에 붙어서 식작용
15. 퍼옥시좀
1) 산소이용
2) 분열기능이 있어서 성장후 이분법으로도 형성됨
3) 해독작용 : 신장세포, 간세포에 많다
3) 기능
-과산화수소 분해효소 함유 : catalase, peroxidase, D-aminoacid oxidase, 요산산화효소
-지방산의 산화 ex) 미토콘드리아(동물), 글리옥시좀(식물)
-과산화수소 생성
-광호흡 산물 회수기작 ex) 미토콘드리아(식물)
16. 글리옥시좀
1) 식물의 퍼옥시좀과 같은 역할
2) 발아시, 지질을 당으로 전환 : * 글리옥살산회로 : 식물만 가능, 동물은 X
-지질이 탄수화물로 전환되는 대사경로
-퍼옥시좀에서 생성된 아세틸 CoA를 글리옥살산회로를 거쳐 포도당 신생합성을 위한
전구체 (옥살아세트산) 형성 -> 포도당
3) 미토콘드리아와 상호작용
4) catalase 함유
17. 액포
1) 식물세포에만 존재 : 특히 늙은 식물세포에 많다
2) 기능 ; 저장 (안토시아닌 색소, 여러가지 영양분, 노폐물, CAM식물에서 말산 저장..), 팽압유지, 분해기능
cf) tonoplast ; 액포를 싸고 있는 막
18. proteasome
- 단백질 분해 : 단백질 가수분해 효소를 함유하여 제거될 내부단백질(ubiquitine부착)을 분해
cf) 리소솜 : protease
19. 세포벽
- 전투과성
1) 식물
1차 : 셀룰로오스, 헤미셀룰로오스, 펙틴
2차 : 1차세포벽과 원형질막사이에 생성
셀룰로오스+리그닌 : 목질화 ex)물관
셀룰로오스+슈베린 : 코르크화 ex)줄기방수층
셀룰로오스+큐틴 : ex)잎방수층
* middle lamella (중엽)
2) 세균
- 펩티도글리칸 *시아노박테리아 :
N아세틸글루코사민 식물과 같은 셀룰로오스+펙틴으로 구성
N아세틸뮤라민산 *마이코플라즈마 : 세포벽 없음
D-아미노산의 교차결합 숙주외부에서 살 수 있는 가장 작은 세균
*원시세균 : 세포벽 결실 or 펩티도글리칸 없음
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그람양성세균 |
그람음성세균 |
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두꺼운 펩티도글리칸 주변공간 1개
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얇은 펩티도글리칸 주변공간 2개 외막 : LPS로 구성, 식세포작용으로부터 보호, 방벽역할 -지질A (내독소성분) -중심다당체 -O항원 (세균동정시 이용) |
* 페니실린
리소자임
3) 균류
- 키틴질의 다당류
N아세틸글루코사민( β1,4-글리코시드결합)
유명한과학교실