세포 소기관의 DNA와 미토콘드리아 세포 구조

가장 흥미로운 세포 소기관 중에는 DNA를 포함한 핵과 더불어 그것들 세포 소기관이 있습니다. 이들은 세포의 중요한 기능을 수행하며, 생명체의 생존과 번식에 필수적입니다. 이러한 세포 소기관은 세포의 구조와 기능을 제어하고 지원하며, 세포가 다양한 환경에서 적응하고 생존할 수 있도록 도와줍니다. 이러한 중요한 기능을 수행하는 세포 소기관에는 핵, 골지체, 미토콘드리아, 엽록체, 세포막, 리보솜 등이 있습니다.

 

미토콘드리아: 세포의 용광로

미토콘드리아(단일, 미토콘드리아)는 전형적으로는 세균의 크기 정도의 관 모양 또는 소시지 모양의 세포로, 모든 종류의 진핵세포에서 볼 수 있습니다. 미토콘드리아는 부드러운 외막과 내부막 두 개의 막으로 둘러싸여 있으며 크리스타(cristae, singular, crista)라고 불리는 많은 연속된 층으로 접혀 있습니다. 그리스도는 미토콘드리아를 두 구획으로 분할합니다. 매트릭스는 내막 안쪽에 있고 바깥쪽 구획, 즉 막간 공간은 두 개의 미토콘드리아 막 사이에 있습니다. 내막의 표면에는 산화적 대사를 하는 단백질이 포함되어 있습니다 대분자의 에너지가 ATP에 축적되는 산소 요구 프로세스입니다.

미토콘드리아에는 독자적인 DNA가 있습니다.이 DNA에는 산화 대사에서 미토콘드리아의 역할에 필수적인 단백질을 생성하는 몇 가지 유전자가 포함되어 있습니다. 이 유전자들은 모두 RNA에 복사되어 미토콘드리아 내에서 단백질을 만드는 데 사용됩니다. 이 과정에서 미토콘드리아는 작은 RNA 분자와 미토콘드리아 DNA도 인코딩하는 리보솜 성분을 사용합니다. 그러나 산화 대사에 사용되는 효소를 생성하는 유전자의 대부분은 핵에 위치하고 있습니다.

진핵세포는 세포가 분열할 때마다 새로운 미토콘드리아를 생산하지 않습니다. 대신 미토콘드리아 자체는 두 개로 나뉘어 수가 두 배로 증가하고, 이들은 새로운 세포 사이에서 분할됩니다. 미토콘드리아 분할에 필요한 성분의 대부분은 핵 안의 유전자에 의해 코드 되고 세포질 리보솜에 의해 단백질로 변환됩니다. 따라서 미토콘드리아 복제는 핵 참여 없이는 불가능하며, 미토콘드리아는 세포가 없는 배양으로는 성장할 수 없습니다.

 

엽록체(Chloroplasts) : 광합성이 이루어지는 곳

광합성을 하는 식물이나 다른 진핵생물에는 보통 1~수백 개의 엽록체가 포함됩니다. 엽록체는 그것들을 소유한 유기체에 분명한 이점을 줍니다: 그들은 자신들의 음식을 제조할 수 있습니다. 엽록체에는 대부분의 식물에 녹색을 주는 광합성 색소 엽록소가 포함되어 있습니다.

엽록체는 미토콘드리아와 마찬가지로 미토콘드리아와 비슷한 2개의 막 안에 둘러싸여 있습니다. 그러나 엽록체는 미토콘드리아보다 더 크고 복잡합니다. 엽록체는 외막과 내막이 밀접하게 결합되어 있고, 내부에 위치한 그라나(단립체)라고 불리는 퇴적막의 폐쇄된 구획을 가지고 있습니다. 엽록체는 100개 이상의 그라나를 포함할 수 있으며, 각 그라나는 틸라코이드라고 불리는 원반 모양의 구조물을 포함할 수 있습니다. 틸라코이드의 표면에는 10장에서 자세히 논의되는 광합성 색소가 있습니다. 틸라코이드를 둘러싼 것은 스트로마라고 불리는 유체 매트릭스입니다.

미토콘드리아와 마찬가지로 엽록체에도 DNA가 포함되어 있지만, 엽록체 성분을 특정하는 유전자의 대부분도 핵에 위치하고 있습니다. 반응을 달성하는 데 필요한 특정 단백질 성분을 포함한 광합성 과정에 사용되는 몇 가지 원소는 엽록체 내에서 완전히 합성됩니다. 식물에 포함된 다른 DNA를 포함한 세포 소기관을 이렇게 부릅니다
색소와 복잡한 내부 구조를 가지지 않는 로이코플라스트. 뿌리 세포 및 다른 몇몇 식물 세포에서, 류코플라스트는

 전분 저장 장소로 기능할 수 있습니다. 전분(아밀로스)을 저장하는 로이코플라스트는 아밀로플라스트라고 불리기도 합니다. 이들 세포소기관(엽록체, 로이코플라스트, 아밀로 플라스트)은 총칭하여 플라스티드라고 불립니다. 모든 플라스틱은 기존 플라스틱 분할에서 유래합니다.

센트롤(Centrioles): 미세소관 어셈블리 센터

증심체는 동물이나 대부분의 보호자 세포에서 볼 수 있는 통 모양의 기관입니다. 그것들은 쌍으로 발생하며, 보통 핵막 근처에서 서로 직각으로 위치합니다.거의 모든 동물 세포의 쌍을 둘러싼 영역을 중심체라고 부릅니다. 문제는 논쟁거리가 되고 있지만, 적어도 몇 개의 중심핵에는 DNA가 포함되어 있는 것 같고, 그것들은 구조 단백질의 생성에 관여하고 있는 것 같습니다. 중심체는 단백질 튜블린의 세관, 길고 속이 빈 원통을 조립하는 데 도움이 됩니다. 미세소관은 세포의 형태에 영향을 주고 세포분열로 염색체를 이동시키며 편모와 섬모의 기능적 내부구조를 제공합니다. 중심체는 미소관조직센터(MTOCs)라고 불리는 영역에 포함되는 경우가 있습니다. 식물이나 진균의 세포에는 중심체가 부족하고 세포생물학자들은 아직 MTOC를 특징짓는 과정에 있습니다.

미토콘드리아와 엽록체는 모두 그 기능의 일부와 관련된 특정 유전자를 포함하고 있지만, 모두 다른 기능에 대해서는 핵 유전자에 의존하고 있습니다.

 

세포의 내부 구조 골격

모든 진핵세포의 세포질은 세포의 모양을 지지하고 고정된 위치에 세포를 고정하는 단백질 섬유의 네트워크에 의해 교차되고 있습니다. 세포 골격이라고 불리는 이 네트워크는 동적인 시스템이며, 끊임없이 형성과 분해를 실시하고 있습니다. 개별 섬유는 중합에 의해 형성되며, 동일한 단백질 서브유닛이 서로 화학적으로 끌어당겨 자발적으로 긴 사슬로 조립됩니다. 섬유는 동일하게 분해되어 하나의 서브 유닛이 체인의 한쪽 끝에서 차례로 이탈합니다.

 

진핵세포는 각각 다른 종류의 서브유닛으로 형성된 3종류의 세포골격 섬유를 포함할 수 있습니다:
1. 액틴 필라멘트.

액틴 필라멘트는 직경 약 7 나노미터의 긴 섬유입니다. 각 필라멘트는 두 개의 단백질 사슬이 두 개의 진주처럼 느슨하게 얽혀 있습니다. 사슬상의 각 '진주' 또는 서브 유닛은 구상 단백질 액틴입니다. 액틴 분자는 시험관 안에서도 자발적으로 이러한 필라멘트를 형성합니다; 세포는 다른 단백질로 작용함으로써 그 형성 속도를 조절합니다. 스위치, 필요에 따라 중합을 켭니다. 액틴 필라멘트는 수축, 크롤, 분열 중의 '끼움', 세포 연장 형성 등의 세포 운동을 담당합니다.

2. 미소관.
미소관은 직경 약 25나노미터의 속이 빈 관으로 각각 13개의 단백질 원사로 이루어진 고리로 구성되어 있습니다. α 및 β 튜블린 서브 유닛의 이량체으로 구성된 구상 단백질이 중합되어 13개의 원사를 형성합니다. 프로토필라멘트는 중심 코어 주위에 나란히 배열되어 미세소관에 특징적인 튜브 형상을 부여합니다. 많은 세포에서는 미세소관 세포의 중심 부근에 있는 MTOC 핵생성 센터에서 형성되어 주변을 향해 방사됩니다. 그것들은 일정한 플럭스 상태에 있으며, 계속적으로 중합과 탈중합을 실시하고 있습니다. (평균 반감기)
비분할 동물세포에서 10분에서 20초까지의 범위의 미소관) 말단에 구아노신3인산(GTP)의 결합에 의해 안정화되어 해중합을 저해하지 않는 한. 미소관의 말단은 '+'(핵생성 중심에서 벗어나) 또는 '-'(핵생성 중심을 향해)로 지정됩니다. 세포의 이동을 가능하게 함과 동시에 미소관은 세포 내에서 물질을 이동시킬 책임이 있습니다. 이 장의 후반에서 논의된 특수한 운동 단백질은 미세소관의 '궤도' 상에서 세포소기관을 세포 주위로 이동시킵니다 키네신 단백질은, 세포의 말단(세포 주변)을 향해 세포 소포를 이동시키고, 다이닌은 그것들을 「-」말단으로 이동시킵니다.

 

3. 중간 필라멘트.
동물 세포에서 세포 골격의 가장 내구성이 높은 요소는 섬유 형태의 튼튼한 단백질 분자가 서로 겹쳐져 얽혀 있는 시스템입니다. 이러한 섬유는 직경이 8~10 나노미터로, 액틴 필라멘트와 미소관 사이의 크기가 중간에 있는 것이 특징입니다(그래서 중간 필라멘트라고 불립니다). 형성이 되면 중간체.
필라멘트는 안정적이며 일반적으로 분해되지 않습니다. 중간 필라멘트는 이종의 세포 골격 섬유군을 구성합니다. 가장 일반적인 유형은 비멘틴이라고 불리는 단백질 서브유닛으로 구성되어 있습니다,
이것은 많은 종류의 세포에 구조적 안정성을 제공합니다. 또 다른 중간 필라멘트의 클래스인 케라틴은 상피세포(장기와 체강을 연결하는 세포)와 모발 손톱 등 관련 구조물에 존재합니다. 신경세포의 중간 필라멘트는 신경 필라멘트라고 불립니다.

다음 섹션에서 설명하는 것처럼 세포 골격은 세포의 모양을 지탱하는 내부 프레임워크를 제공하여 서커스 텐트의 극만큼 플라즈마 막을 늘립니다. 세포 골격 필라멘트의 상대적인 길이를 변화시킴으로써 세포는 빠르게 모양을 바꾸고 돌기를 늘리거나 안쪽으로 접을 수 있습니다. 세포 내에서 필라멘트의 틀은 분자가 운송되는 분자 고속도로를 제공합니다.

세포 골격의 요소는 세포질을 교차시켜 세포의 형태를 지지하고, 소정의 위치에 고정합니다.

섬유에는 세 가지 주요 유형이 있습니다: 액틴 필라멘트, 미세소관, 중간 필라멘트.