9. 진핵세포(4)

9. 진핵세포(4)

  다수의 세포소기관은 둘러싼 세포막이 그 내부에서 일어나는 화학반응과 내용물을 세포질의 나머지 부분으로부터 격리하고 있으며 이러한 세포소기관으로 퍼옥시좀, 글리옥시좀과 액포가 있다.  퍼옥시좀은 일부 생화학반응의 부산물로 생성되는 과산화수소와 같은 독성 과산화물을 축적하는 역할을 한다. 과산화물은 퍼옥시좀의 내부에서 안전하게 분해되기 때문에 세포의 다른 부분과 섞이지 않는다는 특징이 있다. 퍼옥시좀은 작은 세포 소기관으로 단일막과 특수한 효소를 포함하는 내부로 구성된다. 퍼옥시좀은 거의 모든 진핵생물 종의 일부 세포에서 발견된다. 리소좀과 같이 퍼옥시좀이 관련된 희귀한 유전질환 중에 젤웨그증후군이 있는데 퍼옥시좀 조립에 결합이 생겨 퍼옥시좀이 없이 태어나는 신생아들이 있다. 이런 경우 과산화물이 축적되어 분해되지 못해 신생아들은 거의 1년 이상을 넘기지 못한다. 글리옥시좀은 퍼옥시좀과 비슷하며 식물에서만 발견되는 특징이 있다. 글리옥시좀은 어린 식물에 많이 발견되며 저장된 지질을 당으로 전환하는 장소로 수송되며, 전환된 당은 생장하는 세포로 수송되는 특징이 있다. 액포는 많은 진핵세포에서 발견되지만 식물, 균류와 원생생물에서 주로 존재한다. 액포는 소포체와 골지체로부터 유래한다. 식물의 액포는 구조적으로 세포 부피의 90% 이상을 차지하며 세포가 생장함과 동시에 같이 커지는 특징이 있다. 액포에 용해된 물질로 인해서 세포질에서 물을 흡수하여 액포는 공처럼 부푼다. 식물세포는 세포벽이 단단하여 액포가 물로 채워져도 부풀어 오르지 않는 대신에 식물은 팽압이라고 부르는 수압의 증가를 통해 빳빳해지면서 액포를 지탱한다. 일부 식물의 종자에 있는 액포는 저장된 단백질을 단량체로 가수분해한다. 따라서 종자가 발아하는 동안에 어린 식물을 이를 영양소로 사용한다. 액포는 물 외에도 많은 독성 물질과 노폐물을 저장한다. 이런 독성을 통해 동물이 식물을 먹지 못하게 만들어 식물의 생존에 기여한다. 

  세포의 형태는 가끔 변하며, 세포 내 구조물은 빠르게 이동하는 것처럼 보인다. 그물망의 세포 골격의 주요 기능은 세포를 지지하고 세포 형태를 유지하며, 세포 소기관과 다른 입자를 세포 안의 적절한 위치에 고정하거나 세포 안에서 이동시킨다. 또한 세포질유동이라는 세포질의 움직임에 관여한다. 그리고 세포 밖의 구조와 상호작용하여 세포가 제 위치에 고정되는 것을 돕는다. 세포골격에는 미세섬유, 중간섬유 및 미세소관의 3종류로 구분하며 이들은 서로 다른 기능을 가진다. 미세섬유는 단일 섬유, 섬유 다발, 또는 그물망의 형태로 존재한다. 미세섬유는 세포의 전체나 부분이 움직이는 것을 도우며 세포의 모양을 결정하고 유지하는 역할을 한다. 미세섬유는 액틴 단량체를 조립하면서 생성되며 액틴 단백질은 동물에서 다양한 형태로 존재하며 기능도 다양하다. 미세섬유의 액틴은 양과 음으로 표시되는 독특한 말단을 가져 이를 상호작용하여 이중나선의 긴 사슬을 형성한다. 비 근육세포의 미세섬유는 국부적으로 세포 모양이 변하는 데 관여한다. 미세섬유는 세포질유동이라는 세포질의 흐름, 아메바 운동과 동물세포를 2개의 딸세포로 나누는 조이기 수축과 관련되어 있다. 또한 미세섬유는 일부 세포의 이동에 이용되는 위족의 형성에 관여한다. 일부 종류의 세포에서는 미세섬유가 세포막 바로 안쪽에 그물망을 만든다. 그 후에 액틴결합 단백질이 미세섬유와 교차 결합하여 세포를 지지하는 단단한 그물구조를 형성한다. 중간섬유는 최소 50종류를 가지며 이 중 다수는 일부 세포 종류에서 특이적인 성질이다. 일반적으로 동일한 구조적 특징을 공유하는 6종류로 분류된다. 이 중 하나는 섬유성 단백질인 케라틴 집단인데, 머리와 손톱, 발톱을 구성하는 단백질을 포함한다. 중간섬유는 질긴 밧줄 같은 단백질 구조물이다. 지속적인 형성과 재형성을 반복하지 않는다는 점에서 중간 섬유는 미세섬유와 미세소관보다 더 오래가는 특징이 있다. 중간섬유는 세포 구조물을 제자리에 고정한다. 일부 세포에서 중간섬유는 핵막에서 방사형으로 뻗어나가 핵과 다른 세포 소기관의 위치 유지를 돕는다. 핵막 하층을 구성하는 라민이 중간섬유이다. 다른 종류의 중간섬유는 창자 세포의 미세융모에서 미세섬유의 복잡한 구조들이 제자리를 유지하는 것을 돕는다. 또한 중간섬유는 장력을 견딘다. 예로 중간섬유는 세포질에서 뻗어 나와 접착반이라는 특수한 막 구조에 연결되어 팽팽한 표면 조직을 유지한다. 미세소관은 세포골격에서 가장 큰 직경을 가지며 속이 빈, 원통 모양으로 되어있다. 미세소관은 일부 세포에서 단단한 내부 골격을 형성한다. 또한 세포 안에서 운동 단백질이 구조물을 이동시키는 뼈대 역할을 한다. 미세소관은 튜불린 단백질의 유사한 두 분자의 알파, 베타 튜불린이 결합한 이량체들이 조립되어 형성된다. 미세섬유와 같이 미세소관의 두 말단 역시 서로 달라 서로 +,-로 표시된다. 튜불린 이량체는 주로 양성 말단에서 빠르게 첨가되거나 분해되어 미세소관을 길어지게 또는 짧게 한다. 미세소관은 길이를 빠르게 변화시킬 수 있는 역동적인 구조라서 세포 안에서 새로운 용도에 쉽게 적응한다. 이러한 역동적인 움직임으로 미세소관은 세포의 다른 지역으로 이동이 가능하고, 세포 분열에 필요한 구조를 새로 형성한다. 이러한 역동적 특성을 통해 미세소관이 정적이며 변화하지 않는 구조에 비해 진화적으로 유리함을 알 수 있다. 

섬유 종류