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일반적으로 말하면, 세포는 전체를 구성하는 동일 유닛과 유사합니다. 예를 들어, 교도소 블록과 벌집은 주로 세포로 구성됩니다. 생물학적 시스템에 적용될 때,이 용어는 복합 현미경의 발명가이자 놀라운 과학적 노력의 개척자 인 17 세기 과학자 Robert Hooke에 의해 만들어졌습니다. 오늘날 기술 된 바와 같이 세포는 생명 자체의 특성을 유지하는 생물체의 가장 작은 단위입니다. 다시 말해서, 개별 세포는 유전 정보를 포함 할뿐만 아니라 에너지를 사용하고 변형하며, 화학 반응을 호스트하고, 평형을 유지하는 등을합니다. 구어체 적으로, 세포는 일반적으로 적절하게 "생명의 구성 요소"라고 불립니다.
세포의 필수 특성은 세계의 다른 지역으로부터 세포 내용물을 분리하고 보호하는 세포막; 대사 과정이 일어나는 세포 내부의 세포질 또는 액체 유사 물질; 및 유전 물질 (데 옥시 리보 핵산 또는 DNA). 이것은 본질적으로 원핵 또는 박테리아 세포를 전체적으로 설명합니다. 그러나 동물, 식물 및 곰팡이를 포함한 진핵 생물이라 불리는보다 복잡한 유기체는 다양한 다른 세포 구조를 특징으로하며, 모두 고도로 특화된 생물의 필요에 따라 진화했습니다. 이 구조를 소기관이라고합니다. 소기관은 자신의 장기 (위, 간, 폐 등)가 몸 전체에 존재하는 진핵 세포에 해당합니다.
기본 세포 구조
세포는 구조적으로 조직 단위입니다. 그들은 에너지를 얻는 곳을 기준으로 공식적으로 분류됩니다. 원핵 생물에는 6 개의 분류 학적 왕국 중 2 개, Archaebacteria와 Monera가 포함됩니다. 이 모든 종은 단세포이며 대부분 박테리아이며 35 억 년 전으로 추정됩니다 (지구 자체의 예상 연령의 약 80 %). 진핵 생물은 15 억년 된 "단지"이며 Animalia, Plantae, Fungae 및 Protista를 포함합니다. 대부분의 진핵 생물은 다세포이지만 일부 (예 : 효모)는 그렇지 않습니다.
절대적으로 원핵 세포는 원형질막으로도 불리는 세포막에 의해 둘러싸인 외막 내부에 DNA 형태의 유전 물질의 응집을 특징으로한다. 이 인클로저 내에는 또한 세포질이 있으며, 이는 원핵 생물에서 습식 아스팔트의 일관성을 갖는다; 진핵 생물에서는 훨씬 유동적입니다. 또한, 많은 원핵 생물은 또한 세포막 외부에 세포벽을 가지고있어 보호 층 역할을합니다 (보다시피 세포막은 다양한 기능을합니다). 특히, 진핵 생물 인 식물 세포는 또한 세포벽을 포함한다. 그러나 원핵 세포에는 세포 기관이 포함되어 있지 않으며 이것이 주요한 구조적 차이입니다. 구별을 대사적인 것으로 간주하더라도, 이것은 여전히 각각의 구조적 특성과 관련이있다.
일부 원핵 생물은 편모이는 추진에 사용되는 휩-유사 폴리펩티드이다. 일부는 또한 필리접착 목적으로 사용되는 머리카락 모양의 돌기입니다. 박테리아는 또한 여러 형태로 나타납니다 : 구균은 둥글고 (인간에 수막염을 일으킬 수있는 수막 구균처럼), 바실리 (탄저균을 유발하는 종과 같은 막대), 그리고 스피 릴라 나 스피 로체 (매독을 유발하는 것과 같은 나선 박테리아) .
바이러스는 어떻습니까? 이들은 단지 단백질 코트로 둘러싸인 DNA 또는 RNA (리보 핵산) 일 수있는 아주 작은 유전자 물질입니다. 바이러스는 스스로 복제 할 수 없으므로 세포를 감염시키고 자신의 복제물을 전파하기 위해서는 생식기구를 "강탈"해야합니다. 결과적으로, 항생제는 모든 방식의 박테리아를 표적으로하지만 바이러스에는 효과가 없습니다. 항 바이러스 약물은 항상 새롭고 더 효과적인 약물을 도입하고 있지만, 작용 기전은 일반적으로 세포벽 또는 원핵 세포에 특이적인 대사 효소를 표적으로하는 항생제와 완전히 다릅니다.
세포막
세포막은 다각적 인 생물학의 경이입니다. 가장 분명한 일은 세포의 내용물을 담는 용기 역할을하고 세포 외 환경의 모욕을 막는 것입니다. 그러나 이것은 기능의 작은 부분만을 설명합니다. 세포막은 수동 파티션이 아니라, 필요에 따라 분자를 세포 내외로 선택적으로 허용함으로써 세포 내부 환경 (즉, 평형 또는 항상성)의 유지를 보장하는 게이트 및 채널의 매우 동적 인 어셈블리이다.
막은 실제로 이중 막이며, 2 개의 층이 거울상 방식으로 서로 마주보고있다. 이것을 인지질 이중층이라고하며, 각 층은 인지질 분자의 "시트"또는보다 적절하게는 글리세로 인지질 분자로 구성된다. 이들은 이중층의 중심으로부터 멀리 떨어져있는 (즉, 세포질 및 세포 외부를 향하여) 극성 인산염 "머리"와 한 쌍의 지방산으로 구성된 비극성 "꼬리"로 구성된 연장 된 분자이며; 이들 2 개의 산 및 포스페이트는 3- 탄소 글리세롤 분자의 반대편에 부착된다. 인산염 그룹의 비대칭 전하 분포와 지방산의 전하 비대칭 성이 없기 때문에 용액에 배치 된 인지질은 실제로 이러한 종류의 이중층에 자발적으로 조립되므로 에너지 효율적입니다.
물질은 다양한 방식으로 막을 통과 할 수 있습니다. 하나는 산소와 이산화탄소와 같은 소분자가 고농도 영역에서 저농도 영역으로 막을 통과하는 간단한 확산이다. 촉진 된 확산, 삼투 및 능동 수송은 또한 세포로 들어오는 영양분의 공급을 유지하고 대사 폐기물이 빠져 나가는 데 도움이됩니다.
핵
핵은 진핵 세포에서 DNA 저장 부위입니다. 원핵 생물은 어떠한 종류의 막-결합 세포 소기관도 없기 때문에 핵이 결여되어 있음을 기억하십시오. 원형질막과 마찬가지로, 핵막은 핵 외피라고도 불리는 이중층 인지질 장벽입니다.
핵 내에서 세포의 유전 물질은 염색체라고 불리는 별개의 몸체로 배열됩니다. 유기체가 가지고있는 염색체의 수는 종마다 다릅니다. 인간은 22 쌍의 "정상"염색체 (오토 솜이라고 함)와 한 쌍의 성 염색체를 포함하여 23 쌍을가집니다. 개별 염색체의 DNA는 유전자라고 불리는 서열로 배열됩니다. 각 유전자는 특정 단백질 제품, 효소, 눈 색깔에 대한 기여자 또는 골격근의 구성 요소에 대한 유전자 코드를 가지고 있습니다.
세포가 분열을 겪을 때, 핵은 세포 내 염색체의 복제로 인해 뚜렷한 방식으로 분열됩니다. 이 생식 과정을 유사 분열이라고하며, 핵의 분열은 세포 운동으로 알려져 있습니다.
리보솜
리보솜은 세포에서 단백질 합성 부위이다. 이러한 소기관은 거의 전적으로 리보솜 RNA 또는 rRNA라고 불리는 일종의 RNA로 만들어집니다. 세포질 전체에서 발견되는 이들 리보솜은 하나의 큰 서브 유닛 및 하나의 작은 서브 유닛을 포함한다.
아마도 리보솜을 구상하는 가장 쉬운 방법은 작은 조립 라인 일 것입니다. 주어진 단백질 생성물을 제조 할 때, DNA로부터 핵으로 전사 된 메신저 RNA (mRNA)는 mRNA 코드가 모든 단백질의 빌딩 블록 인 아미노산으로 번역되는 리보솜 부분으로 향한다. 구체적으로, mRNA의 4 개의 상이한 질소 성 염기는 64 개의 상이한 방식으로 3 개의 그룹으로 그룹화 될 수 있고 (4는 제 3 거듭 제곱은 64 임), 이들 "트리플렛"각각은 아미노산을 코딩한다. 인체에는 20 개의 아미노산 만 있기 때문에 일부 아미노산은 하나 이상의 삼중 항 코드에서 파생됩니다.
mRNA가 또 다른 유형의 RNA로 번역 될 때, 전이 RNA (tRNA)는 코드에 의해 소환 된 아미노산을 리보솜 합성 부위로 운반하며, 여기서 아미노산은 단백질의 말단에 부착된다 진행. 수십에서 수백 개의 아미노산 길이가 될 수있는 단백질이 완성되면 리보솜에서 방출되어 필요한 곳으로 운반됩니다.
미토콘드리아와 엽록체
미토콘드리아는 동물 세포의 "발전소"이며 엽록체는 식물 세포에서 유사체입니다. 진핵 세포가 된 구조에 편입되기 전에 독립 박테리아로 시작된 것으로 여겨지는 미토콘드리아는 호기성 대사 부위이며, 포도당에서 아데노신 트리 포스페이트 (ATP) 형태의 에너지를 추출하기 위해 산소를 필요로합니다. 미토콘드리아는 세포질에서 산소 독립적 인 포도당 분해로부터 유래 된 피루 베이트 분자를 받는다; 미토콘드리아의 매트릭스 (내부)에서 피루 베이트는 시트르산 사이클 또는 트리 카복실산 (TCA) 사이클이라고도하는 크렙스 사이클에 적용됩니다. Krebs주기는 고 에너지 양성자 담체의 생성을 생성하고 전자 수송 사슬이라고하는 호기성 반응의 설정 역할을하며, 이는 또 다른 지질 이중층 인 미토콘드리아 막 근처에서 발생합니다. 이러한 반응은 해당 분해보다 ATP 형태로 훨씬 더 많은 에너지를 생성합니다. 미토콘드리아가 없으면 동물의 생명체는 "고등"유기체의 엄청난 에너지 요구로 인해 지구에서 진화 할 수 없었습니다.
엽록체는 엽록소라고하는 안료가 들어있어 식물에 녹색을 부여합니다. 미토콘드리아가 포도당 제품을 분해하는 반면, 엽록체는 실제로 햇빛과 같은 에너지를 사용하여 이산화탄소와 물에서 포도당을 만듭니다. 식물은이 연료의 일부를 자체 요구에 사용하지만 포도당 합성에서 방출 된 산소와 함께 대부분의 생태계에 도달하여 동물이 사용하므로 자체 식품을 만들 수 없습니다. 지구상에 풍부한 식물 생명이 없으면 동물은 생존 할 수 없었습니다. 동물 대사가 식물이 사용하기에 충분한 이산화탄소를 생성하기 때문에 그 반대가 사실이다.
세포 골격
세포 골격은 이름에서 알 수 있듯이 자신의 뼈 골격이 장기와 조직에 안정적인 비계를 제공하는 것과 같은 방식으로 세포에 구조적지지를 제공합니다. 세포 골격은 가장 작은 것에서 가장 큰 것까지 세 개의 구성 요소 : 미세 섬유, 중간 섬유 및 미세 소관으로 구성됩니다. 마이크로 필라멘트 및 미세 소관은 주어진 시간에 세포의 필요에 따라 조립 및 분해 될 수있는 반면, 중간 필라멘트는보다 영구적 인 경향이있다.
키 큰 통신 타워에 부착 된 가이드 와이어와 같은 곳에 소기관을 고정시키는 것 외에도 세포 골격은 세포 내에서 물건을 옮기는 데 도움이됩니다. 이것은 일부 미세 소관과 같이 편모의 고정 점 역할을하는 형태 일 수있다. 대안 적으로, 일부 미세 소관은 사물이 움직일 수있는 실제 도관 (경로)을 제공합니다. 따라서 cytoskeleton은 특정 유형에 따라 모터와 고속도로가 될 수 있습니다.
다른 소기관
다른 중요한 소기관은 다음과 같습니다 골지체현미경 검사에서 팬케이크 더미처럼 보이고 단백질 저장 및 분비 부위 역할을합니다. 소포체세포의 한 부분에서 다른 부분으로 단백질 제품을 이동시킵니다. 소포체는 부드럽고 거친 형태로 나옵니다. 후자는 리보솜으로 장식되어 있기 때문에 그렇게 명명되었습니다. 골지체는 "팬케이크"의 가장자리를 깨고 단백질을 함유하는 소포를 발생시킨다; 이것이 선적 컨테이너로 간주 될 수 있다면, 이들 몸체를 수용하는 소포체는 고속도로 또는 철도 시스템과 같습니다.
리소좀은 또한 세포 유지에 중요하다. 이들은 또한 소포이지만, 거기에는 존재하지 않지만 세포막을 침범 한 것으로 추정되는 세포 또는 화학 물질의 대사 폐기물을 용해 (용해)시킬 수있는 특정 소화 효소를 함유하고있다.