국가고시 - 해부생리학 리보솜, 액포, 세포골격, 글리코겐, 지질, 세포의 이동

1) 세포소기관

(1) 용해소체

용해소체는 단일막으로 둘러싸인 공 모양의 구조물로 골지기관에서 생성된다.

용해소체 내에는 가수분해효서가 들어있어 세포의 내부로 들어온 물질, 세포의 내부에서 생성된 노폐물, 손상된 세포소기관 등을 분해한다.



(2) 액포

액포는 단일막으로 된 주머니 모양의 구조물로 노폐물, 색소, 당 등이 녹아 있는 세포액이 들어 있다.

식물세포에서 크게 발달하며 동물세포에 들어있는 액포는 크기가 작다.

세포질그물, 골지기관, 리소좀, 액포는 모두 동일한 기원의 막성 세포소기관으로서 이들을 포괄하여 내막계라고 부른다.



(3) 리보솜

리보솜은 비막성 세포소기관으로 단백질과 rRNA로 구성된다.

핵에서 나오는 mRNA의 유전정보에 따라 단백질을 합성하는 작용을 한다.



(4) 세포골격

세포골격은 3종류의 서로 다른 단백질인 미세관, 중간필라멘트, 미세필라멘트 등으로 형성된다.

세포골격은 세포의 형태를 유지하는 역할을 한다.

미세관은 튜불린이라 불리는 단백질로 구성되며 지름이 약 25mm인 원통형 구조를 가진다.

중간필라멘트는 데스민, 케라틴, 라민 등의 단백질로 구성되며 지름이 약 10nm인 꼬인 밧줄 모양을 나타낸다.

미세필라멘트는 액틴 단백질로 구성되며 지름이 약 7nm인 꼬인 나선 모양을 보인다.

중심소체는 세포가 분열할 때 양극으로 이동하여 방추사를 형성하며 섬모나 편모의 분화에 관여하는 구조물이다.

9개의 미세소관 다발이 원형으로 배열되어 있는 구조물이며 중앙은 비어있는 9+0 구조를 가진다. 각각의 미세소관다발은 3개의 미세소관으로 구성된다.

섬모와 편모는 9개의 미세소관다발이 원형으로 배열되어 있는 구조물로 중앙에 2개의 미세소관이 있는 9+2 구조를 가진다.

각각의 미세소관 다발은 2개의 미세소관으로 구성된다.



2) 세포 함유물

(1) 색소과립과 분비과립

색소과립은 모양과 크기가 일정하지 않으며 피부나 눈에 있는 멜라닌, 적혈구에 존재하는 헤모글로빈, 간에서 생성되는 빌리루빈 등이 있다.

비과립은 분비세포에서 생성되며 그 모양과 크기 및 성숙 정도는 막 속에 포함된 물질의 화학적 성분에 따라 다양하다.



(2) 글리코겐과 지질

글리코겐은 동물세포에 존재하는 포도당의 중합체로 모양은 다소 불규칙한 과립 상태로 존재한다.

지질은 보통 지방 방울 상태로 존재하며 에너지의 저장 및 막의 구성을 위하여 쓰이게 된다.

체내에 저장되는 지질은 대부분 지방세포의 형태로 존재한다.



3) 세포의 이동 - 수동이동

수동이동은 농도 및 힘의 경사도에 따라 세포의 에너지를 필요로 하지 않고 이동하는 것을 말한다.

대표적인 수동운반 과정은 다음과 같다.



1. 확산: 농도가 높은 곳에서 낮은 곳으로 막을 통해 이동하는 현상

ex) 모든 세포들에서 이산화탄소를 배출하는 과정

상대적으로 설탕입자의 용량의 농도가 높은 20% 용액으로부터 10% 용액으로 더 많이 이동한다.

이는 물질이동이 농도경사에 따라 일어나는 것을 알 수 있다.

반면, 물 분자는 상대적으로 물의 양이 많은 10% 용액으로부터 물 분자의 양이 적은 20% 용액으로 더 많이 이동한다.

이것 역시 농도경사에 따른 물질이동의 예이다.

이것을 두 용액의 농도가 평형을 이룬다고 한다.



2. 삼투: 막을 투과하지 못하는 용질이 하나 이상 존재하여, 물이 선택적 투과막을 통해 확산하는 현상

ex) 물 농도의 균형을 맞추기 위해 세포 안팎으로 물 분자의 확산이 이루어지는 과정

삼투 과정 (예시)

3. 여과: 압력이 높은 곳에서 낮은 곳으로 여과막을 통해 물과 작은 용질들이 이동하는 현상

ex) 신장에서 소변이 생성될 때 일어나는 과정



4) 세포의 이동 - 능동이동

세포에 있어서는 경우에 따라서 압력이나 농도 또는 전위가 낮은 곳에서 높은 곳으로 물질이 이동하는 것을 볼 수 있다.

세포막이 에너지를 소모하면서 물리, 화학적인 에너지 경사와는 반대 방향으로 물질을 이동시키는데 이것을 능동이라 한다.

대표적인 능동운반 과정은 다음과 같다.



1. 이온펌프: 에너지를 이용해서 농도 경사와 반대로, 농도가 낮은 곳에서 높은 곳으로 용질 입자들이 이동하는 현상

ex) 근육세포에서 칼슘 이온을 특정 구획이나 세포 밖으로 퍼내는 과정

이온펌프는 운반체라 불리는 세포와 단백질이다. 이온펌프는 ATP에서 얻은 에너지를 이용하여 막을 사이에 두고 농도경사에 역행하여 능동적으로 이온으로 운반한다.

이 운반에 의해 Ca2+, 아미노산, Mg2+, Na+, K+의 농도가 유지된다.

세포막은 Na+와 K+를 확산에 의해 수동적으로 투과시키므로 Na+은 세포 내로 들어가고, K+은 세포 외로 나간다.

그러나, Na+ ㅡK+ 펌프는 K+을 세포 속으로, Na+을 세포 밖으로 퍼내는 이온펌프이다.

이를 통해 세포 내 Na+이 축적되는 것을 방지하고 세포 내로 유입되는 것과 세포의 종창을 방지한다.



2. 포식작용: 죽은 페소나 큰 입자들이 세포 속으로 옭아매어져 말려 들러감으로 잡아 먹히는 현상

ex) 포식 백혈구에 의해 박테리아 세포의 잡아먹히는 현상



3. 포음작용: 액체와 용해된 분자들이 세포막 일부에 둘러싸인 후 이 부분이 세포 속으로 말려들어가는 과정을 통해 이동하는 현상

ex) 일부 체세포 속으로 큰 단백질 분자들이 유입되는 현상



4. 세포 외 반출: 세포막 안에 들어있는 용해성 입자에 의해 세포 밖으로 단백질이나 다른 세포 생성 물질이 이동하는 현상

ex) 뇌하수체 세포에 의해 프로락틴 호르몬이 분비되는 현상

세포 외 반출은 분자량이 큰 물질을 세포 내에서 세포 외로 이동시키는 것으로 에너지가 요구되며 ATP 합성 능력이 있는 세포에서 이용된다.

대표적으로 호르몬, 효소, 신경전달 물질이 세포 외 반출에 의해 분비된다.