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세포에대하여

목 차목차 p1서론 및 연구목적 p2본론 p21. 세포란 p22. 세포의 발견 p23. 세포의 종류 p23-1. 원핵 세포 p33-2. 진핵 세포 p33-3. 동, 식물 세포 p34. 세포의 기능 p35. 세포의 구조와 구조의 기능 p35-1. 핵 p45-2. 소포체 p45-3. 리소폼 p45-4. 골지체 p45-5. 리소좀 p45-6. 미토콘드리아 p45-7. 세포막 p45-8. 세포막의 단백질 p4결론p4참고문헌 및 출처p5서론 및 연구목적생물을 이루는 가장 기본단위가 세포이다. 하지만 그 작은 세포들이 모여서 장기를 만들고근육을 만들고 기관을 만들고 우리 몸을 만든다. 우리의 몸의 구조를 알기 위해서 세포란 무엇인가 알아봐야한다고 생각한다. 과연 세포란 무엇일까?본론1. 세포란?한국어사전에서는 세포를 생물을 이루는 가장 기본이 되는 단위라고 적혀있다.세포는 그 기능과 종류의 따라 다른 모습과 크기로 이루워져 있다. 대부분의 세포의크기는 마이크로미터 단위이기 때문에 현미경 없이는 확인이 불가능하다.2. 세포의 발견1665년 영국의 R.훅(1635~1703)이 처음으로 발견하였다. 그는 현미경으로 코르크나 목탄이 작은 상자 모양의 집합체라는 것을 처음 관찰하고 이 작은 상자에 ‘cell’이라는 이름을 붙였다. 그러나 사실 훅이 본 것은 세포벽이었고, 이 세포벽에 싸인 구조를 세포라고 불렀다. 훅에 의하여 생물체의 미세구조가 알려지기 시작한 후 1838년에 이르러서야 독일의 M.J.슐라이덴에 의하여 식물체가 세포로 되어 있다는 사실이 명확해졌고, 1839년에는 독일의 T.슈반에 의하여 동물체도 세포로 이루어져 있다는 사실이 밝혀졌다. 이들 두 사람의 사고를 세포설이라고 하며, 이 이론에 의하여 생물체의 구조가 알려지게 되고 세포에 대한 연구가 차차 진행되면서 세포를 대상으로 연구하는 학문이 생겨 세포학이라고 하게 되었다. 1930년 전후에는 세포의 구조가 잇달아 밝혀지고 세포 내의 소체에 대한 연구도 진척되어 염색체, 미토콘드리아, 색소체, 핵분열,세포분열 등의 연구가 차차 진행되었다. 이 때부터 세포의 내용, 즉 원형질(原形質)의 연구도 진행되어 원형질의 구조와 함께 기능에 대해서도 밝히려는 노력이 계속되었다.3. 세포의 종류세포는 원핵세포와 진핵세포로 나눠진다. 또한 모든 동식물 세포는 진핵세포이지만동물 세포와 식물세포는 차이점이 있다.3-1 원핵세포원핵생물을 이루며, 이들 기관을 갖춘 진핵세포에 상대되는 개념이다. 원핵세포는 히스톤 단백질이 결합되지 않은 하나의 염색체만을 갖고 막으로 싸인 핵을 가지지 않아 핵양체(核樣體)를 이룬다. 리보솜은 있으나 진핵생물의 것과는 크기와 모양 등 구조가 다르다. 소포체·액포·페록시솜·중심체·방추체·골지체 등의 세포기관이 없고 유사분열을 하지 않는다. 미토콘드리아나 엽록체가 없어 호흡과 광합성 등 세포대사에 관계하는 효소들은 세포막에 있다. 셀룰로오스로 이루어져 있는 진핵세포의 세포벽과는 달리 원핵세포의 세포벽은 펩티도글리칸이라는 복잡한 구조의 아미노산이 함유된 다당류로 이루어져 있다.2-2 진핵세포진핵세포는 세포 내에 핵으로 대표되는 다양한 세포소기관을 가진 세포들을 통칭하는 이름이다. 세포소기관 중 미토콘드리아나 엽록체는 과거 진화 과정에서 외부의 원핵세포들이 세포내 공생체로 도입된 경우로 생각되며, 그 외의 소기관들도 각각 특정한 업무를 수행하도록 분화되어 있다.원핵세포의 DNA와는 달리, 진핵세포의 DNA에는 필요없는 부분(인트론)이 대단히 많이 존재하며, 따라서 필요한 부분(엑손)을 이어서 mRNA를 만들게 된다. 또한 리보솜은 원핵세포보다 큰 80S이다3-3 동, 식물세포동식물 세포는 모두 진핵세포이기 때문에 핵이 세포질과 구별되고 세포 소기관도 가지고 있다. 그렇지만 모양이나 그 구성 성분에 있어 차이가 있다. 식물세포는 세포막 주변을 세포벽이 둘러싸고 있어 모양이 비교적 고정적이고 다면체를 이루고 있다. 반면 동물세포는 세포벽이 존재하지 않아 모양이 유동적이며 대체로 구형을 이루고 있다. 식물의 세포벽을 구성하고 있는 성분은 셀룰로오스이다. 인체는 셀룰로오스를 분해하는 효소가 없어 잘 분해되지 않으며, 장 내를 자극하여 장 운동을 촉진시키는 역할을 하기도 한다. 또 식물세포에는 엽록체와 액포가 존재하지만 동물세포는 그렇지 않고, 식물세포에는 없는 중심체를 가지고 있다.4. 세포의 기능세포는 여려가지 기능을 한다. 그중 제일 중요한 것이 세포는 에너지를 만들어 낸다는 것이다. 그래서 우리는 살아갈수 있다,세포는 독성물질을 제거하는 해독기능도 가지고 있다. 해독기능이 제대로 작동하지 못하면 독성들에 위해 질병이 발생한다.세포들은 서로 간의 끊임없는 정보를 교환한다. 정보교환을 통해서 중요한 생리 반응들을 일으킨다. 이러한 기능들이 제대로 이루어지지 않을때 가장 대표적으로 느끼는 증상이 바로 피로이다. 그 외에도 세포는 다양한 기능을 한다.5. 세포의 구조와 구조의 기능세포는 여러 구조로 나눠져 있고 그 구조마다 각기 다른 역할과 기능이 있다.

의/약학| 2011.06.16| 5페이지| 1,500원| 조회(181)

세포, 세포구조, 세포의기능, 세포의역할

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ATP에너지 생성과정에 대하여

1. 아데노신 삼인산(ATP)ATP의 구조는 아데노신(adenosine) 1개와 인산기(phosphate groups) 3개로 구성되어 있다. 이 3개의 인산기 결합중 마지막 두 인산기 사이의 결합이 소위 고에너지 결합을 이루고 있다. 이 인산 결합 1몰(mole)이 깨어질 때 (즉 분자의 나머지 부분이 제거될 때), 아데노신 이인산(adenosine diphosphate:ADP)과 무기인산염(inorganic phsophate:Pi)으로 변화되며, 이때 7~12Kcal의 에너지가 방출된다. 이와같이 ATP의 분해중에 방출되는 에너지는 근육세포가 자신의 일을 수행하는데 이용될 수 있는 즉각적인 에너지원으로 작용한다.A. ATP의 단순화한 구조로 고에너지 인산결합들을 나타내고 있다. B. ATP는 ADP와 Pi로 분해되면서 유용한 에너지를 방출한다.1mol의 ATP분해로 7~12Kcal의 에너지가 방출한다. 인산결합의 분해는 가수분해에 의해서 깨어질 수 있다. 즉 물이 필요하다.또한 위의 반응으로 수소이온이 유리된다. 이는 세포가 처리해야만 하는 산성도중의 하나이다.ATP형성을 위한 역반응이 즉시 일어날 수 있지만 이 반응을 위해서는 유사한 고에너지원이 있어야 하는데 그것은 바로 저장되어 있는 크레아틴인산(phosphocreatine:PC)이다.그리고 이 반응 또한 세포의 대사경로내의 몇몇 선택된 지점, 즉 반응이 일어나기에 충분한 에너지가 제공되는 지점에서 역반응이 일어날 수 이TEk. 그러나 이러한 반응이 발생하는데는 더욱 복잡하고 더 느리다.2.ATP의 공급원ATP의 가수분해는 근육수축을 위한 에너지를 방출한다 그러나 항상 근육 세포 내에는 제한된 양의 ATP가 존재하며 이 ATP는 지속적으로 사용되며 재합성된다. ATP를 재합성하기 위해서는 에너지가 필요하다. ATP 생성을 위한 3가지 일반적인 에너지 산출과정은 ATP-PC시스템(또는 인원질시스템), 무산소성 해당과정(anaerobic glycolysis), 유산소성 시스템(aerobic system)이 있다.ATP 재합성을 위한 에너지를 공급하는 이 모든 3가지 시스템은 동일한 일반적인 양식으로 작용한다. 음식과 PC의 분해과정에서 방출되는 에너지는 ATP분자를 재합성하기 위해서 사용된다. 음식과 PC의 분해로 인하여 생긴 에너지는 ADP와 Pi로부터 ATP를 재합성하는데 요구되는 에너지와 기능적으로 연결되어 있다. 이와같이 하나의 일련의 반응으로부터 다른 일련의 반응으로 에너지가 기능적으로 연결되어 있는 것을 생화학적으로 공액반응(coupled reaction)이라고 하고 이는 ATP의 대사적 생성과 관련된 가장 기본적인 원리이다.3. ATP의 무산소성 공급원 - 무산소 대사위의 3가지 대사 시스템중의 2가지, 즉 ATP-PC(인원질) 시스템과 무산소성 해당과정은 무산소성 에너지 시스템(anaerobic energy system)이다. 여기서 ‘무산소성’이란 산소가 관계하지 않는다는 것(산소를 사용하지 않음)을 의미한다. 또한 ‘대사’란 체내(예, 근육세포)에서 발생하는 다양한 일련의 화학적 반응들을 의미한다. 따라서, ‘무산소성 대사’또는 ‘ATP의 무산소성 생성’은 우리가 호흡하는 산소를 필요로 하지 않는 화학적 반응을 통한 ATP의 재합성을 의미한다.4. 인원질 시스템(ATP-PC 시스템)ATP와 마찬가지로 크레아틴인산(phosphocreatine:PC)은 근육세포 내에 저장되어 있다. ATP와 PC는 모두 인산기(phosphate groups)를 함유하고 있기 때문에 총괄하여 고에너지 인원질(high-energy phosphagens)로 언급되며, 이러한 이유 때문에, “인원질 시스템”이라고 한다. PC는 자신의 인산기가 제거될 때, 다량의 에너지가 방출된다는 점에서도 ATP와 비슷하다.이 분해과정의 최종 산물은 크레아틴(C)과 무기인산(Pi)이다. 고에너지 인산기를 가지고 있는 PC가 그림에 나타나 있다. 이 반응에서 생긴 에너지는 즉각적으로 사용가능하며 ATP의 재합성과 생화학적으로 연결되어 있다. 예를 들어, 근육수축시 ATP가 분해되는 속도만큼 빠르게 저장 PC에 의해서 방출된 에너지에 의해서 ADP와 Pi로부터 ATP가 계속 재합성된다. 이러한 공액반응을 요약하면 다음과 같다.이 등식은 지나치게 간소화시킨 것이다.체내에서 이 반응은 더욱 복잡하며 개별반응의 속도를 촉진하는 단백질 화합물인 효소(enzyme)의 존재를 필요로 한다. 실제로 ATP분해를 포함하여 체내에서 일어나는 모든 대사적 반응은 효소의 존재를 필요로 한다. 결과적으로 ATP를 형성하는 PC의 분해를 촉진(속도) 시키는 효소를 크레아틴 키나아제(creatine kinase)라고 한다.ADP또한 ATP형성을 위해서 반응할 수 있는데, 그 이유는 ADP가 여전히 하나의 완전한 고에너지 인산 결합을 가지고 있기 때문이다. 마이오키나아제 반응(myokinase reaction)이라고 하는 이 반응은 근육세포 내에서 일어나며, 마이오키나아제라는 효소에 의해서 촉매되며, 두 분자의 ADP로부터 하나의 ATP를 생산한다. 이 반응으로 인하여 새로이 형성된 부산물은 아데노신 일인산(adenosine monophosphate:AMP)이다. 이것은 거의 분해가 일어나지 않는다. AMP에 남아 있는 마지막 인산기는 아주 단단히 결합되어 있어서 에너지원으로써 가용되지 않는다.PC가 Pi와 C로부터 재합성되는 유일한 방법은 ATP의 분해로 생기는 에너지에 의해서 이루어진다. 이 반응은 운동 후 회복기 동안 일어나며, 이때에 ATP의 주된 공급원은 음식물의 분해로부터 획득된다. 따라서 , 전력질주와같은 초고강도 운동에서 PC가 고갈되면, 운동 후 회복이 진행되기 전까지는 효과적으로 보총될 수 없다. 또한 인원질 시스템으로부터 얻을 수 있는 ATP에너지의 총량은 극히 제한되어있다.운동수행능력과 스포츠 경기에서 인원질 시스템의 중요성은 단거리 선수, 축구선수, 높이뛰기 선수, 원반던지기 선수들의 강력하고 빠른 움직임에 의해서 잘 나타난다. 이 시스템이 없다면, 빠르고 강력한 움직임이 수행될 수 없다. 왜냐하면 그러한 활동은 다량의 ATP에너지를 요구하기 보다는 신속하게 사용할 수 있는 에너지 공급을 요구하기 때문이다.인원질 시스템이 근육에서 가장 빠르게 이용할 수 있는 ATP공급원이다. 그 이유는=>ATP와 PC모두는 근육의 수축 기전 속에 저장되어 있다.=>장시간의 화학적 반응에 의존하지 않는다.=>우리가 호흡하는 산소를 활동근육에 전달하는 과정에 의존하지 않는다.5. 해당과정근육 내에서 ATP가 재합성되는 또 다른 하나의 무산소성 시스템인 무산소성 해당과정은 음식물의 하나인 탄수화물(carbohydrate:당)이 젖산(lactic acid)으로 불완전하게 분해되는 과정을 말한다. 체내에서, 모든 탄수화물은 단당인 글루코스(glucose)로 전환되어서 즉각적으로 사용되거나 나중에 사용되기 위해서 근육과 간 내에서 글리코겐(glycogen)이라는 저장형태로 저장된다. 저장된 글리코겐은 수많은 글루코스 분자들로 단순하게 구성되어 있으며 이러한 구성은 해당체결합(glycosidic bons)이라고 하는 특별한 산소 결합에 의해서 분지쇄(branched chains)들로 서로 연결되어 있다. 이러한 결합이 클리코겐 분해를 통해서 깨어지는데, 간에 있는 글루코스를 혈루로 방출하여서 활동근육으로 전달하기 위해서 그 결합을 깨는 경우와 저장된 글루코스를 활동근육 자체가 보다 즉각적으로 사용하기 위해서 근육 세포 내에서 그러한 결합을 깨는 경우가 있다. 어떤 경우든 그러한 글루코스는 무산소성 해당과정이라는 과정을 통하여 부분적으로만 대사가 이루어지며 산소가 필요 없이 근육세포의 세포질(세포질내액) 내에서 일어난다.글루코스 그 자체 또는 글리코겐으로부터 떨어져 나온 글루코스는 화학적으로 일련의 반응에 의해서 젖산으로 분해된다. 이러한 분해과정에서 에너지가 방출되고 공액반응을 통해서 방출된 에너지가 ATP 재합성에 이용된다.그러나 이 과정의 반응들이 지나치게 단순화 되어있다는 점을 유의하여야 한다. 해당과정에 포함되어 있는 것으로 알려져 있는 12개의 개별적인 반응들은 박스 내의 “해당순서(glycolytic sequences)"를 집합적으로 나타내었다. 부가적으로 각 반응들은 그러한 반응들이 충분한 속도로 일어나기 위해서 특수한 효소의 존재가 필요하다. 글루코스와 글리코겐이 완전분해 될 때 재합성될 수 있는 ATP는 단지 몇 mol에 지나지 않는다. 예를 들어, 무산소성 해당 과정 중, 글루코스와 글리코겐 1mol의 분해를 통해서 각각 2또는 3mol의 ATP가 재합성될 수 있다. ATP에너지 필요속다가 보다 느린 경우와 산소가 충분히 존재하는 상황에서는, 동일한 양의 글루코스와 글리코겐의 완전분해를 통해 38mol(글루코스)과 39mol(글리코겐)의 ATP를 각각 재합성한다. - 동일한 에너지 기질로부터 약 16배 더 많은 ATP를 재합성하는 것이다.인원질 시스템과 마찬가지로 무산소성 해당과정 또한 상대적으로 빠르게 ATP를 공급해 준다는 점에서 운동 중 우리에게 매우 중요하다. 예를 들어, 1~3분 동안 최대 속도로 수행될 수 있는 운동(400m와 800m 전력질주와 같은)은 ATP 형성을 위해서 인원질 시스템과 무산소성 해당과정에 크게 의존한다.근육 1kg당 젖산 2.0~2.3g을 참을 수 있거나, 또는 총 근육질량 당 60~70(총 근육량이 30kg인 경우)을 참을 수 있다면, 해당과정을 통해서 생성할 수 있는 최대 ATP의 양은 1.0~1.2mol이 될 것이다. ATP 1mol당 10kcal를 곱함으로써 총 10~12kcal의 유용한 에너지가 생성된다는 것을 알 수 있다. 이러한 가정과 조건에서 우리가 알 수 있는 바는 무산소성 해당과정을 통해서 얻을 수 있는 ATP의 양이 ATP-PC시스템으로부터 획득할 수 있는 ATP의 양보다 2배 더 많다는 것을 알 수 있다.7. 유산소성 해당과정글리코겐이 유산소적으로 이산화탄소와 물로 분해되는 첫 번째 일련의 반응이 유산소성 과정이다. 이 해당과정은 앞의 무산소성 해당과정과 동일하다. 실제로 앞의 무산소성 해당과

의/약학| 2011.06.16| 5페이지| 1,000원| 조회(1,264)

에너지, ATP, 에너지생성, 에너지경로

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