2. Eukaryotic Cells(진핵세포)

진핵세포는 생명체의 기본 단위인 세포 중 하나로, 핵과 기타 세포 소기관을 포함한 복잡한 내부 구조를 가지고 있습니다. 이러한 세포는 동물, 식물, 곰팡이, 그리고 원생생물 등에게서 발견됩니다.

 

특징은 다음과 같습니다.

• 진핵세포는 막으로 둘러싸인 소기관, 핵, 그리고 다세포 생물체를 형성할 수 있습니다.
• 세포막과 소기관의 막은 인지질을 포함하고 있으며, 이는 수성 내부 및 외부 표면과 소수성 핵을 형성하도록 배열됩니다.
• 세포질은 소기관을 유지하고, 세포 내에서 분자의 확산을 허용합니다.

핵 (Nucleus): 핵은 세포의 제어 센터로 간주됩니다. 이는 DNA, 세포의 유전 정보를 담고 있고, 이 정보를 사용해 RNA를 생성하며, 이는 다시 단백질 합성에 중요한 역할을 합니다. 핵은 또한 세포 분열 시 DNA를 복사하는 데 중요한 역할을 합니다.

• 핵은 DNA를 염색체로 구성하고 있습니다. 핵막이라는 이중 막에 의해 둘러싸여 있으며, 이 막은 핵과 세포질 사이의 물질 교환을 위한 핵구멍을 가지고 있습니다. DNA는 유전자라고 불리는 부분에 조직화되어 있습니다.

핵막 (Nuclear envelope): 이는 핵을 둘러싸는 두 층의 막으로, 핵 내부와 세포질 사이의 물질 교환을 제어합니다. 핵포어라고 불리는 작은 구멍들이 있어 RNA와 다른 분자가 핵과 세포질 사이를 자유롭게 이동할 수 있게 합니다.

 

핵소체 (Nucleolus): 핵 내에 위치하며 리보솜, 단백질 합성을 위한 구조물을 만드는 곳입니다.

• 핵소체는 핵의 부분으로, 리보솜 RNA(rRNA)가 합성되는 곳입니다.

미트콘드리아 (Mitochondria): "세포의 전원 공급기"라고 불립니다. 중엽체는 세포 호흡을 통해 글루코스에서 에너지를 생성하고, 이 에너지는 ATP (adenosine triphosphate) 형태로 저장됩니다.

• 미토콘드리아는 외부 막과 내부 막을 가지고 있습니다. 외부 막은 세포질과의 장벽을 형성하고, 내부 막은 크리스타(cristae)로 접히어 전자 운반 계열의 효소를 포함하고 있습니다. 막 사이는 막간 공간이며, 내부 미토콘드리아 막 안에는 미토콘드리아 기질(matrix)이 있습니다. 미토콘드리아는 핵의 분열과 독립적으로 이분법을 통해 나눠질 수 있고, 세포질로 미토콘드리아 효소를 방출하여 아포토시스(apoptosis:세포사멸)를 유발할 수 있습니다.

골지체 (Golgi apparatus): 골지체는 세포 생성물을 수정하고 포장하여 특정 세포 위치로 보낼 수 있는 막으로 둘러싸인 주머니가 쌓여 있는 구조입니다.

 

내장막계 (Endoplasmic Reticulum, ER): 내장막계는 고루한 네트워크로서 핵 주변에 위치하며, 상호 연결된 막의 계열이며, 핵막과 연속적입니다. 크게 Rough ER 과 Smooth ER로 나뉩니다.

  - Rough ER: 리보솜이 붙어 있어 '거친' 것처럼 보입니다. 이곳에서 단백질 합성이 이루어지며, 이 단백질들은 대부분 세포 밖으로 분비되거나 다른 세포 소기관에서 사용됩니다.

  - Smooth ER: 이곳에서는 지질 합성이 주로 이루어집니다. 또한, 독성 물질의 해독과 이온(칼슘 이온 등) 저장 역할도 합니다.

 

라이소좀 (Lysosome): 이는 소화효소를 포함하는 작은 낭입니다. 라이소좀은 불필요한 물질을 분해하고, 세포가 흡수한 물질의 소화 과정에 중요한 역할을 합니다.

• 라이소좀은 내분비나 세포 쓰레기를 분해할 수 있는 가수 분해 효소를 포함하고 있습니다. 이 효소들이 방출되면, 세포의 자가 분해가(autolysis) 일어날 수 있습니다.

페록시좀 (Peroxisome): 세포 소기관 중 하나로서, 특히 지질의 대사와 해독 과정에서 중요한 역할을 합니다. 또한, 세포의 산화를 줄이는 데 도움을 주는 효소를 만드는 곳입니다.

• 과산화수소를 함유하고 있으며 3-산화를 통해 매우 긴 사슬 지방산을 분해할 수 있습니다. 또한 인지질 합성과 펜토오스 인산염 경로에도 관여합니다.

세포질 (Cytoplasm): 이는 세포 내부의 액체 부분으로, 세포의 모든 구성 요소가 이 안에 떠 있습니다. 세포질은 대사 반응의 장소이며, 물질 이동을 지원합니다.

 

세포막 (Cell membrane): 이는 세포를 둘러싸는 보호막으로, 세포 내외부의 물질 이동을 제어합니다. 또한, 세포와 그 주변 환경과의 통신을 가능하게 합니다.

 

세포골격 (Cytoskeleton): 세포의 구조를 유지하고, 세포의 이동 및 분열, 물질 운송 등에 중요한 역할을 합니다.

세포골격은 크게 세 가지 주요 요소로 구성됩니다:

  - Microtubules: 이들은 가장 크고 견고한 세포골격 섬유로, 중엽체와 같은 세포 소기관의 위치를 결정하고, 세포 분열 시에는 염색체를 분리하는 역할을 합니다.

• tubulin으로 구성되어 있습니다. 그들은 키네신(Kinesin)과 디네인(dynein)과 같은 운동 단백질이 소포를 운반할 수 있는 경로를 생성합니다. 또한 섬모(cilia)와 편모(flagella)의 구조에 기여하며, 이들은 중심에 있는 2개의 microtubles을 중심으로 9쌍의 microtubles in a ring 을 형성하는 구조(9 + 2 구조)를 가집니다. Centrioles은 중심체(centrosome)에 위치해 있으며, 유사 분열의 세포분열세에서 마이크로튜블 조직에 관여합니다.

 -  Intermediate filaments: 이들은 이름에서 알 수 있듯이 크기와 강도 측면에서 마이크로튜블과 마이크로필라멘트 사이에 위치합니다. 중간사이즈 필라멘트는 주로 세포의 구조적 강도를 제공하고, 세포 내부의 기계적인 힘에 대응합니다.

• 중간 필라멘트는 세포와 세포 사이의 접착과 세포 골격의 무결성 유지에 관여하며 소기관을 고정하는 데 도움을 줍니다. 대표적인 예로는 케라틴(keratin)과 데스민(desmine을 들 수 있습니다.

 -  Microfilaments: 이들은 가장 얇은 세포골격 섬유로, 주로 세포 표면에 위치해 있습니다. 마이크로필라멘트는 세포의 모양을 결정하고, 세포의 움직임 (예: 세포 크기 변화, 세포 분열)에 중요한 역할을 합니다.

• 액틴으로 구성됩니다. 액틴은 세포를 구조적으로 보호하고 미오신(myosin)과의 상호작용을 통해 근육 수축을 일으킬 수 있습니다. 또한 유사 분열(cytokinesis)시 세포 분열구(cleavage furrow)을 형성하는 데 도움을 줍니다.

상피조직(Epithelial tissues): 몸을 덮고 그 공동을 라인 처리하여 병원체 침입과 탈수를 방지합니다. 일부 상피세포는 물질을 흡수하거나 분비하거나 감각에 참여합니다.

• 대부분의 기관에서, 상피세포는 실질(parenchyma), 즉 기관의 기능 부분을 형성합니다.
• 상피세포는 극성을 가질 수 있으며, 한 쪽은 루멘이나 외부 세계를, 다른 쪽은 혈관과 구조적 세포를 향할 수 있습니다.
• 상피조직은 층의 수에 따라 분류될 수 있습니다: 단층 상피조직(simple epithelia)은 한 층, 다층 상피조직(stratified epithelia)은 여러 층을 가지고 있으며, 의사다층 상피조직(pseudostratified epithelia)은 세포 높이의 차이로 여러 층을 가진 것처럼 보이지만 실제로는 한 층만을 가지고 있습니다.
• 상피조직은 세포의 모양에 따라 분류될 수 있습니다: cuboidal cells: 정육면체 형태, columnar cells:긴 좁은 형태, Squamous cells: 평평하고 비늘모양입니다.

결합조직(Connective tissues): 몸을 지지하고 상피세포에 대한 프레임워크를 제공합니다.

• 대부분의 기관에서, 결합조직은 기질(stroma) 또는 지지 구조를 형성하여 외부세포매트릭스(extracellular matrix)를 형성하는 물질을 분비합니다.
• 뼈, 연골, 힘줄, 인대, 지방조직, 혈액 모두 결합조직에 속합니다.