세포의 움직으로 보는 세포현상

기본적으로 모든 세포 운동은 액틴 필라멘트, 미세 관 또는 그 양쪽의 운동과 관련되어 있습니다. 중간 필라멘트는 세포 내 힘줄로 작용해 세포의 과도한 신장을 막고 액틴 필라멘트는 세포의 모양을 결정하는 데 큰 역할을 합니다. 액틴 필라멘트는 매우 쉽게 형성 및 용해될 수 있기 때문에, 그것들은 몇몇 세포의 형상을 빠르게 변화시킬 수 있습니다. 이런 세포의 표면을 현미경으로 보면 동물세포의 마이크로빌리라고 불리는 돌기물의 표면이 바깥쪽을 향해 발사하고 수축하는 것은 움직임을 가지고 살아있음을 알 수 있습니다.

세포의 움직으로 보는 세포현상

 

몇 개의 셀의 크롤링(Crawl)

말 그대로 세포가 「기는」 것을 가능하게 하는 것은, 세포질내의 액틴 필라멘트의 배치입니다. 크롤은 중요한 세포 현상으로 염증, 응고, 창상 치유 및 암 확산에 필수적입니다. 특히 백혈구는 이 능력을 발휘합니다. 골수에서 생성된 이 세포들은 순환계로 방출되어 최종적으로 모세혈관이나 조직에서 기어나와 잠재적인 병원체를 파괴합니다.

세포는 겔솔 상태로 존재합니다.즉, 언제라도, 세포의 일부의 영역은 경직되어 있다(겔), 일부는 보다 유동적인(졸). 세포는 보통 내부에서는 더 졸 모양이고 주위에서는 더 겔 모양입니다. 기어가기 위해 세포는 겔 주위에 약한 영역을 만들고 그 후 유체(졸) 내부를 강제로 통과시켜 의사족('가짜족')을 형성합니다. 그 결과 세포질의 대부분이 서로 다른 방향으로 스며 나와 있지만 여전히 플라즈마 막 내에 남아 있습니다. 일단 연장되면, 의사 포드는 겔 형태로 안정되고 액틴 필라멘트를 조립합니다. 위족류의 특정 막단백질은 세포가 기어 있는 표면에 부착되고 나머지 세포는 그 방향으로 당겨집니다. 발육 중인 의사 포드를 밀어내는 데 필요한 압력은 한쪽 끝에서 물풍선을 누르면 다른 쪽 끝에서 부풀리는 것과 마찬가지로 세포 수축 후 끝에 액틴 필라멘트가 있을 때 발생합니다.

셀 내에서의 재료 이동

액틴 필라멘트와 미세소관은 종종 세포 과정에 영향을 미치도록 그 활동을 조정합니다. 예를 들어 세포 재생 중(제11장 참조), 새롭게 복제된 염색체는 미소관을 짧게 하는 것에 부착되어 있기 때문에 분열세포의 반대쪽으로 이동합니다. 이후 동물세포에서는 액틴 띠가 지갑 끈처럼 수축해 세포를 둘로 끼웁니다. 근육 세포는 또한 세포 골격을 수축시키기 위해 액틴 필라멘트를 사용합니다. 속눈썹의 번뜩임, 독수리의 비상, 아기의 어색하게 기어다니는 것은 모두 근육세포 내의 이러한 세포골격 운동에 의존하고 있습니다.

세포 골격이 세포의 모양과 움직임을 담당할 뿐만 아니라 세포질의 정의된 영역에 특정 효소와 다른 고분자를 고정시키는 발판도 제공합니다. 예를 들어, 세포 대사에 관여하는 효소의 대부분은 액틴 필라멘트에 결합합니다.리보솜도 마찬가지입니다.

 

세포 내 분자 모터

어떤 종류의 진핵세포는 세포질 내의 물질을 한 장소에서 다른 장소로 이동시켜야 합니다. 대부분의 세포는 세포 내 고속도로로서 내막계를 사용하고 있습니다.골지 장치는 물질을 소포체의 경로를 통해 세포의 멀리까지 이동하는 소포로 포장합니다. 그러나 이 고속도로는 단거리에서만 유효합니다. 세포가 신경세포의 축삭과 같은 긴 연장을 통해 물질을 수송해야 할 때 ER 고속도로는 너무 느립니다. 이러한 상황 때문에 진핵세포는 미세소관 궤도를 달리는 고속 기관차를 개발했습니다.

4개의 구성요소가 필요하다. (1) 수송되는 소포 또는 소기관, (2) 에너지 구동 운동을 제공하는 모터 분자, (3) 소기관과 모터 분자를 연결하는 커넥터 분자, 그리고 (4) 소기관이 레일 위에서 열차처럼 타는 미소관. 예를 들어 소포체의 막에 박혀 있는 것은 운동 단백질 키네신에 ER 소포를 결합하는 키네틴이라고 불리는 단백질입니다.

자연계에서 가장 작은 모터로서, 이러한 모터 단백질은 말 그대로 미소관 궤도를 따라 수송 소포를 끌어냅니다. 키네신은 ATP를 사용하여 세포 주변으로 이동하고 미세소관을 따라 이동할 때 소포를 끌고 갑니다. 또 다른 소포 단백질(또는 아마도 키네신의 약간의 변형 - 어느 쪽을 결정하기 위해서는 추가 연구가 필요하다)은 소포를 운동 단백질 다이닌에 결합하고, 이것은 세포 중심을 향해 안쪽으로 이동시킵니다.(다이닌 또한 후술하는 바와 같이 진핵세포 편모의 이동에 관여하고 있습니다) 따라서 특정 수송 소포의 목적지와 그 내용은 소포막 내에 박힌 연결 단백질의 성질에 따라 결정됩니다.

 

프래겔라와 시리아와의 수영

세균 편모의 구조에 대해 설명했습니다. 진핵세포는 전혀 다른 종류의 편모를 가지고 있으며, 2개의 중심 미소관을 둘러싼 9개의 미소관 쌍으로 이루어진 원으로 구성되어 있습니다.이 배열은 9+2 구조라고 불립니다. 운동 단백질 다이닌으로 이루어진 팔을 이용해 한 쌍의 미세소관이 서로 교차해 이동하면 진핵생물의 편모가 꿈틀거립니다.
회전한다기보다는. 신중하게 검사하면, 각 편모는 세포질을 포함하고, 플라즈마 막에 의해 둘러싸여 있는 세포 내부의 바깥쪽으로의 투영인 것으로 판명됩니다. 편모 미소관은 세포 표면에서 편모가 돌출하는 지점 바로 아래에 있는 기저체에서 파생되고 있습니다.

편모의 복잡한 미세소관 장치는 진핵생물의 역사 초기에 진화했습니다. 오늘날 많은 다세포 및 몇몇 단세포 진핵생물의 세포들은 더 이상 편모를 갖지 않으며 비운동성이지만 9+2의 미세소관 배열과 유사한 조직이 여전히 그 안에 존재하며 섬모(단세포, 섬모)라고 불리는 구조를 가지고 있습니다.