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리포트 / 자연과학

Lodish 분자세포생물학 정리노트 Ch17. cell organization and movement 1 microfilaments

"Lodish 분자세포생물학 정리노트 Ch17. cell organization and movement 1 microfilaments"에 대한 내용입니다.
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최초등록일 2025.06.27 최종저작일 2025.06
Lodish 분자세포생물학 세포생물학 분자생물학
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Lodish 분자세포생물학 정리노트 Ch17. cell organization and movement 1 microfilaments
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    • 🧬 분자세포생물학의 심층적인 마이크로필라멘트 메커니즘 상세 설명
    • 🔬 액틴 필라멘트의 구조와 동역학에 대한 전문적 인사이트 제공
    • 🧠 세포 이동과 근육 수축의 분자 수준 메커니즘 이해

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    목차

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    본문내용

    17.0 Intro
    - 세포에서 Internal structure와 polarity는 Cytoskeleton에 의해 결정됨
    - 세가지 Cytoskeleton → microfilament, microtuble, intermediate filament
    - Cytoskeleton → plasma membrane 및 internal organelle를 위한 프레임워크 제공
    - 구조 연결, cell 내 이동 경로로 기능
    - microfilament: Plasma membrane structure, Surface structure, Track for myosin
    - microtuble: Organelle framework, Mitotic spindle
    - intermediate filament: Nuclear membrane support (→Not a track for motorprotein!!!)

    17.1 Microfilaments and Actin Structures
    Actin is ancient, abundant, and Highly Conserved
    외형 결정, 방향 이동, 세포 분열 등에 관여
    6 Actin genes 존재, 3가지 정도가 기능함
    a-actin – contractile structure(수축 구조)
    b-actin – cell cortex and leading edge(세포 피질 및 선도부)
    r-actin – stress fiber
    종간 80% 유사성, actin 끼리도 90% 유사성 보임

    G-Actin Monomers Assemble into Long, Helical F-Actin Polymers
    - G-Actin은 일종의 ATPase로 기능하며, G-Actin이 여러개 모여 F-Actin polymer 형성
    - 액틴에서 ATP는 안정화 기능을 하고, Mg2+, K+ 등의 양이온은 Polymerization에 관여함
    - F-Actin은 2번의 turn을 하는 나선형 구조를 가지며, 14개의 actin이 1개 strand를 형성

    참고자료

    · 없음

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    • 1. 액틴 필라멘트의 구조와 동역학
      액틴 필라멘트는 세포 골격계의 핵심 구성 요소로서 그 구조와 동역학 연구는 세포 생물학에서 매우 중요합니다. 액틴 단백질이 이중 나선 구조를 형성하는 과정과 플러스 및 마이너스 끝의 비대칭적 특성은 필라멘트의 방향성 있는 성장을 가능하게 합니다. 특히 ATP 결합과 가수분해에 따른 액틴의 구조 변화는 필라멘트의 동적 불안정성을 야기하며, 이는 세포의 형태 변화와 이동에 필수적입니다. 최근 크라이오-전자현미경 기술의 발전으로 원자 수준의 구조 정보가 밝혀지고 있으며, 이러한 지식은 근육 수축 메커니즘과 세포 운동의 기본 원리를 이해하는 데 기여하고 있습니다.
    • 2. 액틴 필라멘트 조립 메커니즘
      액틴 필라멘트의 조립은 단순한 중합 과정이 아니라 정교하게 조절되는 생물학적 과정입니다. 핵형성 단계에서 액틴 단량체들이 안정적인 핵을 형성하고, 이후 신속한 중합 단계로 진행되는 메커니즘은 세포가 필요에 따라 필라멘트를 빠르게 생성할 수 있게 합니다. Arp2/3 복합체, 포르민 등의 핵형성 인자들은 필라멘트 형성의 시작점을 결정하고 그 방향을 제어합니다. 또한 코핑, 프로필린 등의 조절 단백질들은 액틴 단량체의 가용성을 조절하여 필라멘트 조립의 시간적, 공간적 제어를 가능하게 합니다. 이러한 정교한 조절 메커니즘은 세포의 다양한 생리 활동을 효율적으로 수행하기 위해 필수적입니다.
    • 3. 마이오신 모터 단백질의 구조와 기능
      마이오신은 액틴 필라멘트와 상호작용하여 화학 에너지를 기계적 에너지로 변환하는 분자 모터로서 생명 현상의 가장 기본적인 메커니즘 중 하나입니다. 마이오신의 머리 영역은 ATP 결합, 가수분해, 제품 방출의 순환 과정을 통해 액틴에 대한 강한 결합과 약한 결합 상태를 반복하며, 이는 파워 스트로크를 생성합니다. 다양한 마이오신 동형체들은 근육 수축뿐만 아니라 세포 분열, 소포 수송, 세포 이동 등 다양한 세포 과정에 관여합니다. 최근 단일 분자 수준의 연구를 통해 마이오신의 작동 메커니즘이 더욱 명확해지고 있으며, 이는 근육 질환의 이해와 치료법 개발에 중요한 기초를 제공합니다.
    • 4. 세포 이동의 신호 전달과 조절
      세포 이동은 복잡한 신호 전달 경로에 의해 정교하게 조절되는 과정으로, 세포 외부의 화학적 신호가 세포 골격의 동적 재구성으로 전환됩니다. Rho 계열 GTPase들은 세포 이동의 핵심 조절자로서 액틴 중합, 마이오신 활성화, 접착 복합체 형성을 조절합니다. 성장 인자, 케모카인 등의 외부 신호는 G 단백질 결합 수용체와 수용체 티로신 키나제를 활성화하여 신호 전달 캐스케이드를 시작합니다. 이러한 신호는 세포의 극성 형성, 선도 가장자리의 형성, 후행 가장자리의 수축을 조절하여 방향성 있는 세포 이동을 가능하게 합니다. 세포 이동의 신호 전달 메커니즘에 대한 이해는 암 전이, 면역 세포 이동, 상처 치유 등 다양한 생리 및 병리 현상을 이해하는 데 필수적입니다.

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