생명과학 ② 1-6. 소포체, 리보솜, 골지체, 리소좀

▎생명과학 ② 1-6. 소포체, 리보솜, 골지체, 리소좀

 

◈ 세포의 구조와 특징

 

1. 소포체 (endoplasmic reticulum : ER)
단백질 합성 및 지방질 대사와 물질 수송 등의 기능을 가지고 그물눈처럼 이어진 주머니 모양의 세포질 속의 작은 기관이다. 표면에 다수의 리보솜이 여러 개 부착되어 있는 조면 소포체와 이것이 없는 활면 소포체가 있다.

 

 

① 소포체의 관찰
납작한 주머니 모양이나 미세한 관 모양의 막이 복잡하게 얽혀 있는 망상 구조물로, 전자 현미경으로만 관찰된다.
② 소포체의 모양
내부는 서로 연결되어 있으며, 일부가 핵막과 세포막으로 연결되어 물질 수송의 통로 역할을 한다.
③ 소포체의 종류
막 표면에 알갱이 모양의 리보솜이 붙어 있는 조면 소포체와 리보솜이 붙어 있지 않은 활면 소포체가 있다.
ⓐ 조면 소포체 : 리보솜에서 합성된 단백질이 소포체 안에서 이동할 수 있는 형태로 변형되어 세포 내의 다른 곳으로 이동되거나 세포 밖으로 분비된다. 분비 기능이 왕성한 이자 세포에 많다.
ⓑ 화면 소포체 : 콜레스테롤 등의 지질 합성과 해독 작용 등을 하며, 간세포에 많다.

 

 

 

2. 리보솜 (ribosome)
① 리보솜의 모양
지름이  정도인 작은 알갱이 모양으로, 막이 없으며 rRNA(리보솜 RNA)와 단백질로 구성되어 있다.
② 리보솜의 기능
핵에서 오는 유전 정보에 따라 세포의 생명 활동과 재생 등에 필요한 단백질을 합성한다. 리보솜은 소포체에 붙어서 조면 소포체를 형성하는 것과 세포질에 퍼져 있는 것이 있으며, 퍼져 있는 리보솜은 세포 내에서 이용되는 단백질을 합성한다.

 

 

 

3. 골지체 (Golgi complex)
신경 세포나 소화관 등의 분비선 세포에서 많이 볼 수 있고 분비 물질의 저장에 관계된 것으로 생각되고 있다.
① 골지체의 모양
소포체의 일부가 떨어져 나온 것으로, 납작한 주머니 모양의 막이 여러 층으로 포개어진 구조를 하고 있으며 내부는 서로 연결되어 있지 않다.
② 골지체의 기능
조면 소포체로부터 단백질을 전달받아 변형시킨 다음 막으로 포장하여 세포 밖으로 분비하거나 리소좀에 저장한다. 식물 세포의 골지체는 틱티오솜이라고 하며, 식물 세포의 세포벽을 구성하는 셀룰로오스와 펙틴 등을 합성하여 분비한다.
③ 골지체의 관찰
주로 동물의 침샘이나 젖샘 세포 등 분비 세포에서 많이 관찰된다.

 

 

 

 

 

4. 리소좀 (lysosome)
다양한 가수 분해효소가 들어 있는 주머니 모양의 세포소기관. 골지(Golgi) 막의 일부가 떨어져 나와 생긴 것으로 짐작된다. 리소좀은 투과성이 낮은 1층의 막으로 둘러싸여 있는데, 이러한 막은 세포내 다른 물질을 리소좀의 분해효소로부터 보호해준다. 리소좀은 생합성에 사용되는 필수 지질과 아미노산을 제외한 모든 불필요한 물질들을 분해한다. 세포가 죽은 후에 세포 구성성분을 분해하는 데에도 중요한 역할을 하며(자가분해), 음세포작용(pincocytosis)에 의해 받아들인 작은 입자의 분해에도 관여한다.

‣ 가수분해 효소 : 핵산·단백질·다당류와 같은 거대분자를 분해할 수 있는 생물학적 촉매

 

 

 

① 리소좀의 관찰 :골지체에서 만들어지며, 백혈구에 많이 들어 있다.
② 리소좀의 구조 : 한 겹의 막으로 둘러싸인 주머니 모양의 구조물이다.
③ 리소좀의 기능 : 다당류, 지질, 핵산, 단백질 등을 분해하는 여러 종류의 가수 분해 효소가 들어 있어 세포 내 소화를 담당한다.
ⓐ 손상되거나 오래된 세포 소기관을 분해한다.
ⓑ 병원체와 같은 이물질이 외부에서 세포 내로 들어올 때 식포가 형성되며, 리소좀이 식포와 융합하여 이물질을 제거 한다.

 

 

세포 내 단백질의 합성과 이동 경로

 

방사성 동위 원소 ³H로 표시된 아미노산을 쥐의 이자 세포에 주입한 후 방사능이 나오는 세포 내소기관의 위치와 방사능의 양을 6시간 동안 측정하여 다음 그래프와 같은 결과를 얻었다.

 

① 단백질의 기본 단위인 아미노산은 리보솜에서 단백질로 합성된다. 합성된 단백질은 효소, 호르몬 등의 구성 성분이 된다.
② 골지체는 물질을 미세한 과립의 형태로 세포 밖으로 분비한다.
③ 방사성 동위 원소 ³H로 표지된 아미노산을 주입한 후 방사능이 가장 먼저 나오는 곳은 조면 소포체이므로, 이곳으로 단백질이 가장 먼저 이동한다고 판단할 수 있다.
④ 방사능이 가장 많이 나오는 세포 내 소기관의 위치를 순서개로 나열하면 ‘조면 소포체 → 골지체 → 미성숙 과립 → 성숙 과립’의 순이다.
[결론] 세포 내에서 합성된 단백질은 조면 소포체를 따라서 이동한 뒤 골지체에 저장되었다가 과립의 형태로 분비된다.

 

 

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