세포 구조 세포 분열 세포 종류 세포 유형 세포 구성성분 세포 주기 사람은 60조의 세포

이번 시간에는 세포에 대하여 알아보도록 하겠습니다.
세포는 모든 생물체의 구조적, 기능적 기본 단위입니다.  모든 것의 기본이 되는 과정의 첫 시작입니다. 많은 세포들의 분열 과정과 다양한 과정을 거친 후 발달합니다.
세포 구조, 세포의 분열 과정, 세포의 종류 등에 대하여 자세히 알아보겠습니다.

세포

세포는 모든 생물체의 구조적, 기능적 기본 단위이며 생물이 생명 활동을 이어나가는 가장 기초적인 단위입니다. 세포는 세포막으로 둘러싸인 세포질로 구성되어 있으며 단백질 및 핵산과 같은 많은 생체분자들을 포함하고 있습니다. 생물은 단세포 생물 또는 다세포 생물로 분류할 수 있으며 식물 및 동물의 세포 수는 생물종마다 다르며, 사람은 약 60조개의 세포를 가지고 있는 것으로 추정됩니다. 

 

대부분의 세포들은 1~100 마이크로미터 범위의 현미경으로 관찰할 수 있습니다. 최초의 세포는 약 35억년 전에 지구 상에 출현한 것으로 추정되고 있습니다.

 

세포는 1665년에 영국의 과학자 로버트 훅에 의하여 최초로 발견되었는데 '세포(Cell)'라는 이름은 크리스트교 수도원의 수도사들이 살던 작은 방과 닮았다는 이유로 명명되었습니다.  

특징

세포는 스스로 물질 대사를 할 수 있습니다. 영양소를 받아들여서 에너지로 전환하고 고유한 기능을 수행 후 필요에 의하여 번식할 수 있습니다. 

• 세포 분열을 통한 번식
• 물질 대사를 통하여 흡수된 영양소로부터 세포의 구성물들을 형성하고 에너지, 분자를 만들어 내며, 부산물을 내버립니다. 세포의 기능은 화학 에너지를 추출하여 사용하는 방식에 의해 결정됩니다. 
• 단백질 합성 과정을 통하여 단백질을 합성합니다. 
• 외부 혹은 내부의 자극에 대하여 신호 전달 체계를 가집니다. 즉 자극은 온도, pH, 영양소 등이 있습니다.
• 소포를 운반합니다.

구성물질

• 물 : 세포의 기본적인 액성 중간 매체로서 지방세포를 제외한 세포들의 구성 성분 중 70~85%가 물입니다. 세포의 많은 화학 물질은 물에 녹아있거나 물 안에서 입자로 떠있는 상태로 존재합니다. 물에 녹아있는 물질들 사이나 물에 떠있는 물질의 표면에서 화학 작용이 발생합니다.
• 이온 : 세포 내에서 중요한 이온은 칼륨, 마그네슘, 인산염, 황산염, 중탄산염이며 소량의 소듐, 염소와 칼슘도 있습니다. 비유기적 화학물질로서 세포의 여러 작용에 관여하게 됩니다. 신경과 근육 섬유에서 전기 화학 자극이 전달될 때 이들 세포막에서 이온들의 작용이 필요합니다.
• 단백질 : 물 다음으로 세포 내에서 가장 많은 물질로서 약 10~20%를 차지합니다. 구조 단백질과 기능성 단백질로 나뉘어집니다.
• 지질 : 여러 종류의 물질이 있는데 이 물질들은 지방 용매에 용해되는 공통된 성질을 지니고 있습니다. 세포 내에서 가장 중요한 지질은 인지질과 콜레스테롤로서 전체 세포 질량의 약 2%에 불과합니다. 세포막과 세포 내 막 구조물을 형성하는데에 사용됩니다. 세포에 저장된 지방은 신체의 중요한 에너지 저장 창고로서, 필요한 경우에 분해되어 에너지로 쓰입니다.
• 탄수화물 : 세포의 영양에 중요한 역할을 합니다. 사람의 세포 대부분은 많은 양의 탄수화물을 저장하고 있지는 못하고, 평균적으로 세포 질량의 약 1% 정도입니다. 글리코겐의 형태로 소량 저장되어 있는데 필요 시에 즉각 포도당으로 분해되어 세포에 에너지를 공급할 수 있게 됩니다.

유형

세포의 형태는 다양합니다. 세포의 기능 뿐만 아니라 외부요인에 의해서도 결정됩니다.

 

세포는 세포핵을 가지고 있는 진핵세포와 세포핵을 가지고 있지 않은 원핵세포 이렇게 두 가지 유형으로 나뉠 수 있습니다. 진핵생물은 단세포 생물 또는 다세포 생물일 수 있으며 원핵생물은 단세포 생물입니다. 인체를 구성하는데에는 220종류의 세포들이 필요합니다.

 

진핵 세포 :

• 식물, 동물, 균류, 원생 생물은 모두 진핵 생물입니다. 일반적인 원핵 세포보다 약 15배 더 넓으며 부피로는 1000배 이상 더 클 수 있습니다. 주요 특징으로는 구획화 되어있다는 것입니다. 즉, 특정 활동이 일어나는 막으로 둘러싸인 세포 소기관이 존재합니다. 가장 중요한 것은 세포의 DNA가 들어있는 세포 소기관인 세포핵입니다.
• 원형 질막은 기능상 원핵세포의 것과 유사하며 세포벽은 존재할 수도 있고 존재하지 않을 수 있습니다.
• 염색체는 선형 DNA와 히스톤 단백질로 구성되어있습니다. 
• 많은 진핵세포들은 섬모를 가지고 있습니다. 섬모는 화학 감지, 기계 감지, 열 감지에서 중요한 역할을 합니다. 신호 전달을 섬모의 운동이나 세포 분열과 세포 분화에 결합시킵니다.
• 운동성 진핵 생물은 운동성 섬모나 편모를 사용하여 움직일 수 있습니다. 진핵 생물의 편모는 원핵 생물의 편모보다 더 복잡합니다.

원핵 세포 :

• 원핵 생물은 지구 사으이 최초의 생명체로서 세포 신호 전달을 포함한 중요한 생물학적 과정을 수행하는 것으로 특정지어 집니다.
• 진핵 세포보다 구조가 단순하고, 크기가 작으며, 세포핵과 같은 막으로 둘러 싸인 세포 소기관이 없습니다.
• 원핵 세포의 DNA는 원형 DNA로 단일 염색체로 구성되며 세포질에 존재합니다.
• 대부분의 원핵 생물들은 가장 작은 생물체입니다.

구성성분

모든 세포들은 세포를 둘러싸고 있으며 세포 안팎으로의 물질 출입을 초절하고(선택적 막 투과성), 막적위를 유지하는 막을 가지고 있습니다. 막의 안쪽에서 세포질은 세포 부피의 대부분을 차지합니다.  모든 세포에는 유전 물질인 DNA와 RNA가 있으며 세포의 중요 기구인 효소와 같은 다양한 단백질을 만드는데에 필요한 정보가 들어있습니다.

• 세포막 : 세포의 세포질을 둘러싸고 있는 생체막입니다.
• 세포 골격 : 세포의 형태를 조직하고 유지하며 세포 소기관을 고정시키는 역할을 합니다.
• 유전 물질 : 디옥시리보핵산(DNA)과 리보핵산(RNA)이라는 두 가지 종류의 유전 물질이 존재합니다.
• 세포소기관 : 인체의 기관과 유사한 한 가지 이상의 중요 기능을 수행하기 위하여 적응 및 전문화된 세포의 일부분입니다.
• 세포핵 : 세포의 정보 종심인 세포핵은 진핵세포에서 발견되는 가장 눈에 띄는 세포소기관입니다. 염색체가 있으며 거의 모든 DNA복제 및 RNA 합성이 일어납니다.
• 미토콘 드리아와 엽록체 : 세포의 에너지를 생성합니다. 스스로 증식할 수 있는 세포소기관이며 미토콘 드리아는 세포 호흡이 일어나는 장소로 엽록체는 식물과 조류에만 존재하며 광합성이 일어나는 장소입니다.
• 소포체 : 세포질에 자유롭게 떠다니는 분자와 비교하여 특정 변형 및 특정 목적지를 목표로 하는 분자의 운반 네트워크입니다.
• 골지체 : 세포에 의하여 합성되는 단백질 및 지질과 같은 고분자들을 변형하고 포장하고 이동시키는 것입니다.
• 리소좀과 퍼옥시좀 : 리조좀은 가수분해효소가 있어서 물질의 분해를 담당합니다. 퍼옥시좀은 독성 과산화물을 제거하는 효소들을 가지고 있습니다.
• 중심체 : 세포골격의 조직자로 세포 골격의 핵심 구성 요소인 미세소관을 생성합니다.
• 액포 : 액포는 식물 세포에 주로 존재하며 물을 흡수하여 식물 세포의 생장을 돕고 식물 세포의 형태 유지 및 세포 내 수분량과 삼투압 조절에 관여 합니다.

세포막 외부의 구조

많은 세포들은 세포막 외부에 전체적 또는 부분적으로 존재하는 구조들을 가지고 있습니다. 이러한 구조들을 형성하려면 세포 외로 배출하는 과정을 통하여 구성 요소들이 세포막을 가로 질러 운반되어야 합니다.

• 세포벽 : 많은 종류의 세포들은 세포벽을 가지고 있습니다. 세포를 기계적, 화학적으로 보호하는 역할을 하며, 세포막에 대한 추가적인 보호층입니다.
• 원핵세포 : 협막, 편모, 선모로 이루어져있습니다.

세포 주기

대부분의 세포는 여러 성장 단계를 거쳐 2개의 딸세포로 분열하며 딸세포들도 모세포와 같은 성장 단계를 밟아 분화합니다. 세포의 성장 및 분열을 한 주기로 묘사한 것이 세포 주기라 할 수 있습니다.

 

모든 세포는 세포 주기를 거치며 결국엔 수명을 다해 죽는데 죽지 않고 비정상적으로 무한 분열을 한 경우엔 일종의 좀비 세포가 되며 이것을 바로 암세포라고 합니다. 암세포가 증식하면 암이 되어 모체의 생명을 위협하게 됩니다.

 

세포 주기는 크게 간기와 분열기로 나뉘며 간기는 다시 G1 phase, S phase,G2 phase로 나뉩니다. 대부분의 시간을 간기로 보내며 분열기는 간기보다 훨씬 짧게 마무리 됩니다.

• 간기

• G1 phase(생장기) : 분열이 막 끝난 세포가 생장하는 단계로 신경 세포를 비롯한, 분열 불가능한 세포들은 대개 이 단계에서 cycle을 중지합니다. 중지된 세포의 주기를 G0 Phase라 합니다.
• Sphase(합성기) : 충분히 생장한 세포가 DNA 복제를 하는 단계입니다.
• G2phase(성숙기) : DNA를 복제한 세포가 세포 분열에 대비하여 세포 소기관 등을 2배로 늘리는 단계입니다.
• M phase(분열기) : 세포가 분열하는 단계로 유사분열과 세포질 분열로 나뉩니다. 

이 글은 나무위키, 위키백과를 참고, 참조하였습니다. 이 글이 많은 분들에게 다양한 정보를 얻는데 도움이 되시길 바랍니다.