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세포(생물학)

Cell (biology)
이 기사는 생명체의 기본 단위에 관한 것이다.그들을 연구하는 생물학 분야는 세포생물학을 참고하세요.
감방
Wilson1900Fig2.jpg
세포 주기의 다양한 단계에 있는 양파(Allium Cepa) 뿌리 세포(E. B.에 의해 그려짐). 윌슨, 1900)
Celltypes.svg
진핵세포(왼쪽)와 원핵세포(오른쪽)
식별자
메쉬D002477
THH1.00.01.0.00001
FMA686465
해부학 용어

세포('작은 방'[1]을 뜻하는 라틴어 셀룰라에서 유래)는 생명체의 기본 구조 및 기능 단위입니다.모든 세포는 단백질과 [2]핵산과 같은 많은 생체 분자를 포함하는 막 안에 둘러싸인 세포질로 구성되어 있다.

세포는 특정 기능을 획득할 수 있고 복제, DNA 복구, 단백질 합성, 운동성과 같은 세포 내에서 다양한 작업을 수행할 수 있다.세포는 세포 내에서 분화 및 이동성이 가능합니다.대부분의 세포는 작은 크기 때문에 마이크로미터로 측정된다.

대부분의 식물과 동물 세포는 1마이크로미터에서 [3]100마이크로미터 사이의 광현미경으로만 볼 수 있습니다.전자현미경 검사는 훨씬 더 높은 분해능을 제공하며 매우 상세한 세포 구조를 보여준다.유기체는 단세포(세균과 같은 단세포로 구성됨) 또는 다세포(식물 및 [4]동물 포함)로 분류될 수 있습니다.대부분의 단세포 유기체는 미생물로 분류된다.식물과 동물의 세포 수는 종마다 다르다; 인간의 몸은 약 37조 개의13 [5]세포를 가지고 있는 것으로 추정되었다.뇌는 이 [6]세포들 중 약 800억개를 차지한다.

세포와 세포들이 어떻게 작용하는지에 대한 연구는 DNA의 발견, 암 시스템 생물학, 노화 및 발달 생물학 등 생물학 관련 분야에서 많은 다른 연구로 이어졌다.

세포 생물학은 1665년 로버트 후크에 의해 발견된 세포에 대한 연구로,[7][8] 그는 세포들이 수도원에 사는 기독교 승려들이 사는 세포와 비슷하다고 이름 지었다.마티아스 야콥 슐라이덴과 테오도르 슈반에 의해 1839년에 처음 개발된 세포 이론은 모든 유기체가 하나 이상의 세포로 구성되고, 세포는 모든 살아있는 유기체의 구조와 기능의 기본 단위이며, 모든 세포는 기존의 [9]세포에서 나온다고 말한다.세포는 약 40억 [10][11][12][13]년 전에 지구에 나타났다.

셀 타입

세포는 두 가지 유형으로 구성되어 있다: 핵을 포함하고 있는 진핵세포와 핵을 가지고 있지 않지만 핵이 있는 영역은 여전히 존재한다.원핵생물은 단세포 생물인 반면, 진핵생물은 단세포이거나 [14]다세포일 수 있다.

원핵 세포

주요 기사: 원핵생물
전형적인 원핵세포의 구조

원핵생물들은 박테리아와 고세균을 포함하는데, 이것은 생명체의 세 영역 중 두 영역이다.원핵 세포는 세포 신호를 포함한 중요한 생물학적 과정을 가진 것이 특징인 지구상의 생명체의 첫 번째 형태였다.그들은 진핵 세포보다 간단하고 작으며, 핵과 다른 막 결합 세포들이 없다.원핵세포의 DNA는 세포질과 직접 접촉하는 단일 원형 염색체로 구성되어 있다.세포질에 있는 핵영역은 핵양이라고 불린다.대부분의 원핵생물들은 [15]직경 0.5에서 2.0 μm 사이의 모든 생물들 중에서 가장 작다.

원핵 세포에는 세 가지 영역이 있습니다.

  • 세포를 둘러싸고 있는 것은 세포 외피입니다 – 일반적으로 세포벽으로 덮여 있는 플라즈마 막으로 구성되어 있으며, 일부 박테리아는 캡슐이라고 불리는 세 번째 층으로 더 덮여 있을 수 있습니다.대부분의 원핵생물들은 세포막과 세포벽을 모두 가지고 있지만, 세포막층만을 가지고 있는 미코플라스마(박테리아)와 열가소성아(아르카이아)와 같은 예외는 있다.엔벨로프는 셀에 강성을 부여하고 셀 내부와 환경을 분리하여 보호 필터 역할을 합니다.세포벽은 박테리아에 포함된 펩티도글리칸으로 구성되며 외부 힘에 대한 추가적인 장벽으로 작용합니다.또한 저혈압 환경으로 인한 삼투압으로 인해 세포가 팽창하고 폭발하는 것을 방지한다.몇몇 진핵 세포들 또한 세포벽을 가지고 있다.
  • 세포 안에는 게놈, 리보솜 그리고 다양한 종류의 [16]포함물을 포함하는 세포질 영역이 있다.그 유전 물질은 세포질에서 자유롭게 발견된다.원핵생물들은 플라스미드라고 불리는 염색체외 DNA 요소들을 운반할 수 있는데, 이것은 보통 원형이다.선형 박테리아 플라스미드는 라임병을 [17]일으키는 보렐리아속(Borrelia burgdorferi)을 포함한 스피로헤테균의 여러 종에서 확인되었다.DNA는 핵을 형성하지 않지만 핵이이드로 응축된다.플라스미드는 항생제 내성 유전자와 같은 추가적인 유전자를 암호화합니다.
  • 바깥쪽에서는 편모와 장딴지가 세포 표면에서 돌출되어 있다.이것들은 세포들 사이의 움직임과 통신을 용이하게 하는 단백질로 만들어진 구조들이다.
일반적인 동물 세포의 구조
일반적인 식물 세포 구조

진핵 세포

주요 기사:진핵생물

식물, 동물, 곰팡이, 슬라임 곰팡이, 원생동물, 그리고 조류는 모두 진핵생물이다.이 세포들은 일반적인 원핵생물보다 약 15배 더 넓고 부피가 천 배 더 클 수 있다.원핵생물과 비교하여 진핵생물의 주요 구별되는 특징은 구획화이다: 특정한 활동이 일어나는 막 결합 기관(구획)의 존재이다.이것들 중에서 가장 중요한 것은 세포의 [16]DNA를 수용하는 세포핵이다.이 핵은 진핵생물에게 "진정한 핵"이라는 뜻의 이름을 준다.다른 차이점으로는 다음과 같은 것들이 있습니다.

  • 플라즈마 막은 기능면에서 원핵생물의 막과 유사하며 구성에 약간의 차이가 있습니다.세포벽이 있을 수도 있고 없을 수도 있습니다.
  • 진핵생물 DNA는 히스톤 단백질과 연관된 염색체라고 불리는 하나 이상의 선형 분자로 구성되어 있습니다.모든 염색체 DNA는 세포핵에 저장되며 세포질에서 [16]막에 의해 분리된다.미토콘드리아와 같은 몇몇 진핵생물 세포들은 또한 약간의 DNA를 포함하고 있다.
  • 많은 진핵세포들은 1차 섬모를 가지고 있다.1차 섬모는 화학감각, 기계감각, 열감각에서 중요한 역할을 한다.따라서 각 섬모는 "많은 세포 신호 경로를 조정하는 감각 세포 더듬이로 볼 수 있으며, 때로는 신호를 섬모 운동성과 결합하거나 세포 분열과 [18]분화에 대한 대안으로 볼 수 있다.
  • 운동성 진핵생물은 운동성 섬모나 편모를 이용해 움직일 수 있다.운동성 세포는 침엽수와 [19]꽃식물에는 없다.진핵세포 편모는 [20]원핵세포보다 더 복잡하다.
원핵세포와 진핵세포의 특징 비교
원핵생물 진핵생물
대표적인 유기체 박테리아, 고세균 원생동물, 균류, 식물, 동물
표준 사이즈 1~5μm까지[21] 최대 10 ~ 100 μm[21]
핵의 종류 핵상 영역; 진정한 핵이 없음 이중막을 가진 진핵
DNA 원형(통상) 히스톤 단백질을 가진 선형 분자(아크롬)
RNA/단백질합성 세포질에서 결합되다 핵내 RNA합성
세포질단백질합성
리보솜 50S 및 30S 60S 및 40S
세포질 구조 극소수의 구조물 내막과 세포골격에 의해 고도로 구조화된
세포 이동 편모로 만든 편모 미관을 포함한 편모 및 섬모; 액틴을 포함한 편모 및 필로포디아
미토콘드리아 없음. 1에서 수천까지
엽록체 없음. 조류와 식물에서
조직 보통 단세포 특수한 세포를 가진 단세포, 군체, 고등 다세포 생물
세포분열 2분열(분열) 유사분열(발아 또는 발아)
감수 분열
염색체 단일 염색체 둘 이상의 염색체
막 세포막

셀 모양

세포 형태학이라고도 불리는 세포 모양은 세포 [22]골격의 배열과 움직임으로부터 형성된다는 가설을 세워왔다.세포 형태학 연구의 많은 발전은 황색포도상구균, 대장균, 그리고 B. 서브틸리스와 [23]같은 단순한 박테리아를 연구하는 것에서 온다.다른 세포 모양들이 발견되고 설명되었지만, 어떻게 그리고 왜 세포들이 다른 모양을 형성하는지 [23]아직 널리 알려져 있지 않다.확인된 세포 형태로는 막대, 구균, 스피로체 등이 있다.구이는 원형, 바실리는 긴 막대 모양, 스피로체트는 나선형입니다.다른 많은 모양들도 또한 결정되었다.

서브셀러 컴포넌트

원핵이든 진핵이든, 모든 세포는 세포를 감싸고, 들어오고 나가는 것을 조절하고, 세포의 전위를 유지하는 막을 가지고 있다.세포막 안에서는 세포질이 세포 부피의 대부분을 차지한다.모든 세포(세포핵이 부족하고 헤모글로빈을 위한 최대 공간을 수용하는 대부분의 세포소기관 제외)는 유전자의 유전 물질인 DNA와 세포의 주요 기계인 효소와 같은 다양한 단백질을 만드는 데 필요한 정보를 포함하는 RNA를 가지고 있다.세포에는 다른 종류의 생체분자도 있다.이 문서에서는 이러한 주요 셀룰러 컴포넌트를 나열하고 그 기능에 대해 간략히 설명합니다.

세포막

주요 기사:세포막
세포막의 지질 이중층 상세도

세포막 또는 플라즈마막은 세포의 세포질을 둘러싸고 있는 선택적으로 투과[24] 가능한 생물학적 막이다.동물에서 플라즈마 막은 세포의 바깥쪽 경계인 반면 식물과 원핵생물에서는 보통 세포벽으로 덮여 있다.이 막은 세포를 주변 환경으로부터 분리하고 보호하는 역할을 하며 대부분 양친수성(부분은 소수성, 일부는 친수성)인 인지질의 이중층으로 만들어집니다.그러므로, 그 층은 인지질 이중층, 혹은 때로는 유체 모자이크 막이라고 불립니다.이 막 안에는 세포 내의 보편적인 분비문인 포로좀이라고 불리는 고분자 구조와 [16]세포 안팎으로 서로 다른 분자들을 이동시키는 채널과 펌프 역할을 하는 다양한 단백질 분자들이 있습니다.이 막은 물질(분자 또는 이온)을 자유롭게 통과시키거나 제한된 범위로 통과시키거나 전혀 통과시키지 않는다는 점에서 반투과성과 선택적으로 투과성이 있습니다.세포 표면막은 또한 세포가 호르몬과 같은 외부 신호 분자를 감지하도록 하는 수용체 단백질을 포함하고 있다.

세포골격

주요 기사:세포골격
내피세포의 형광 이미지.핵은 파란색, 미토콘드리아는 빨간색, 마이크로필라멘트는 녹색으로 염색됩니다.

세포 골격은 세포의 형태를 구성하고 유지하는 역할을 하고; 세포 조직을 제자리에 고정시킵니다; 세포 분열 후 세포에 의한 외부 물질의 흡수를 돕습니다; 세포 분열 후 딸 세포의 분리를 돕습니다; 그리고 성장과 이동의 과정에서 세포의 일부를 이동합니다.진핵세포골격은 미세관, 중간 필라멘트 및 미세 필라멘트로 구성되어 있습니다.뉴런의 세포골격에서 중간 필라멘트는 신경 필라멘트로 알려져 있다.그것들과 관련된 많은 단백질들이 있는데, 각각은 필라멘트를 [16]지시하고 묶고 정렬함으로써 세포의 구조를 조절합니다.원핵 세포 골격은 연구가 덜 되었지만 세포 형태, 극성, 사이토키네시스 [25]유지에 관여한다.마이크로필라멘트의 서브유닛 단백질은 액틴이라고 불리는 작고 단량체 단백질이다.미세관의 서브유닛은 튜불린이라고 불리는 이합체 분자입니다.중간 필라멘트는 조직에 따라 세포 유형별로 서브유닛이 다른 헤테로폴리머입니다.중간 필라멘트의 서브유닛 단백질에는 비멘틴, 데스민, 라민(라민 A, B, C), 케라틴(다중산성 및 염기성 케라틴), 신경 필라멘트 단백질(NF–L, NF–M)이 포함된다.

유전자 물질

주요 기사: DNA 및 RNA
디옥시리보핵산(DNA)

디옥시리보핵산과 리보핵산의 두 가지 다른 종류의 유전 물질이 존재한다.세포는 장기간의 정보 저장을 위해 DNA를 사용한다.유기체에 포함된 생물학적 정보는 DNA 염기서열로 [16]암호화된다.RNA는 정보 전달(예: mRNA) 및 효소 기능(예: 리보솜 RNA)에 사용됩니다.전달 RNA(tRNA) 분자는 단백질 번역 중에 아미노산을 첨가하는데 사용된다.

원핵유전물질은 세포질의 핵상 영역에 있는 단순한 원형세균염색체 내에 조직되어 있다.진핵생물 유전물질은 보통 미토콘드리아와 엽록체와 같은 일부 세포에 추가적인 유전물질과 함께 분리된 핵 안에서 염색체라고 불리는 [16]다른 선형 분자로 나뉩니다.

인간 세포는 세포핵(핵 게놈)과 미토콘드리아(미토콘드리아 게놈)에 포함된 유전물질을 가지고 있다.인간의 경우, 핵 게놈은 22개의 상동 염색체 쌍과 한 쌍의 성 염색체를 포함하여 염색체라고 불리는 46개의 선형 DNA 분자로 나뉜다.미토콘드리아 게놈은 핵 DNA와 구별되는 원형 DNA 분자이다.미토콘드리아 DNA는 핵염색체에 [16]비해 매우 작지만, 미토콘드리아 에너지 생산과 특정 tRNA에 관련된 13개의 단백질을 코드화한다.

외래 유전 물질 또한 트랜스펙션이라고 불리는 과정을 통해 세포에 인공적으로 도입될 수 있다.이것은 DNA가 세포의 게놈에 삽입되지 않으면 일시적인 것일 수 있고, 만약 삽입된다면 안정적일 수 있다.어떤 바이러스들은 유전 물질을 게놈에 삽입하기도 한다.

오르가넬류

주요 기사:오르가넬

세포소기관(Organelles)은 인체 장기(각 기관이 서로 [16]다른 기능을 수행하는 심장, 폐 및 신장 등)와 유사한 하나 이상의 중요한 기능을 수행하도록 적응되거나 특수화된 세포의 부분이다.진핵세포와 원핵세포는 모두 유기체를 가지고 있지만, 원핵세포는 일반적으로 더 단순하고 막과 결합되어 있지 않다.

세포에는 몇 가지 종류의 소기관들이 있다.일부(핵과 골지 기구와 같은)는 전형적으로 고립된 반면, 다른 것(미토콘드리아, 엽록체, 페르옥시좀, 리소좀 등)은 수없이 많을 수 있다.세포질은 세포를 채우고 세포소기관들을 둘러싸고 있는 젤라틴 형태의 액체이다.

진핵생물

파란색으로 염색된 DNA를 가진 인간 암세포, 특히 Hela 세포.중앙 세포와 오른쪽 끝 세포는 중간상이어서 DNA가 확산되어 전체 핵에 라벨이 부착되어 있습니다.왼쪽의 세포는 유사분열을 겪고 있고 염색체는 응축되어 있다.
  • 세포핵:세포의 정보 센터인 세포핵은 진핵 세포에서 발견되는 가장 눈에 띄는 세포소기관이다.세포의 염색체를 수용하고 있으며, 거의 모든 DNA 복제와 RNA 합성(전사)이 일어나는 곳이다.핵은 구형이고 핵 외피라고 불리는 이중 막에 의해 세포질에서 분리되며, 이 두 막 사이의 공간은 핵 주변 공간이라고 불립니다.핵 포락선은 세포의 구조를 실수로 손상시키거나 그 처리를 방해할 수 있는 다양한 분자로부터 세포의 DNA를 분리하고 보호한다.가공하는 동안, DNA는 메신저 RNA라고 불리는 특별한 RNA로 전사되거나 복사된다.이 mRNA는 핵 밖으로 운반되어 특정 단백질 분자로 변환됩니다.뉴클레오스는 리보솜 서브유닛이 조립되는 핵 내의 전문화된 영역이다.원핵생물에서, DNA 처리는 [16]세포질에서 일어난다.
  • 미토콘드리아와 엽록체: 세포를 위한 에너지를 생성한다.미토콘드리아는 모든 진핵세포의 [16]세포질에서 다양한 수, 모양, 크기로 발생하는 자기 재생성 이중막 결합 기관이다.세포 미토콘드리아에서 호흡은 산화적 인산화로 세포의 에너지를 생성하고, ATP를 생성하기 위해 세포 영양소에 저장된 에너지를 방출하기 위해 산소를 사용합니다.미토콘드리아는 원핵생물처럼 2분열로 증식한다.엽록체는 식물과 조류에서만 발견되며, 그들은 광합성을 통해 탄수화물을 만들기 위해 태양 에너지를 포착한다.
내막계통도
  • 소포체:소포체(ER)는 세포질 내에서 자유롭게 떠다니는 분자에 비해 특정 변형 및 특정 목적지를 대상으로 하는 분자의 수송 네트워크입니다.ER은 표면에 단백질을 ER로 분비하는 리보솜을 가진 러프 ER과 리보솜이 [16]부족한 매끄러운 ER의 두 가지 형태를 가지고 있습니다.매끄러운 ER은 칼슘 분리 및 방출에 역할을 하며 지질 합성에 도움을 줍니다.
  • 골지 장치:골지 기구의 주요 기능은 세포에 의해 합성되는 단백질과 지질과 같은 고분자를 처리하고 포장하는 것이다.
  • 리소좀과 페르옥시좀:리소좀은 소화 효소를 포함하고 있습니다.그들은 과다하거나 닳은 세포, 음식 입자, 그리고 삼켜진 바이러스나 박테리아를 소화한다.페르옥시좀은 세포에서 독성 과산화물을 제거하는 효소를 가지고 있으며 리소좀은 산성 pH에서 최적으로 활성화된다.세포는 이러한 파괴적인 효소가 막으로 [16]묶인 시스템에 포함되어 있지 않으면 수용하지 못했다.
  • Centrosome: 세포골격 조직자:중심체는 세포골격의 핵심 요소인 세포의 미세관을 생성합니다.ER 및 골지 장치를 통해 전송을 유도합니다.중심체는 서로 수직인 두 개의 중심체로 구성되어 있으며, 각각은 세포 분열 중에 분리되고 유사분열 방추체 형성에 도움을 주는 수레바퀴와 같은 조직을 가지고 있습니다.동물 세포에는 하나의 중심체가 존재한다.그들은 또한 몇몇 곰팡이와 조류 세포에서 발견됩니다.
  • 액포:액포는 폐기물을 격리하고 식물 세포에 물을 저장한다.그것들은 종종 액체로 채워진 공간으로 묘사되며 막으로 둘러싸여 있다.몇몇 세포들, 특히 아메바는 수축성 액포를 가지고 있는데, 물이 너무 많으면 세포 밖으로 물을 퍼낼 수 있다.식물 세포와 곰팡이 세포의 액포는 보통 동물 세포의 액포보다 크다.식물 세포의 액포는 이온과 다른 물질을 농도 구배에서 운반하는 데 도움이 되는 톤플라스틱으로 둘러싸여 있습니다.

진핵생물 및 원핵생물

  • 리보솜:리보솜은 RNA와 단백질 [16]분자의 큰 복합체이다.각각 2개의 서브 유닛으로 구성되어 있으며, 아미노산으로부터 단백질을 합성하기 위해 핵에서 RNA가 사용되는 조립 라인 역할을 합니다.리보솜은 자유롭게 떠다니거나 막에 결합되어 있습니다.[26]
  • 플라스티드: 플라스티드는 일반적으로 식물 세포와 유글레노이드에서 볼 수 있는 막 결합 소기관으로 특정 색소를 포함하고 있어 식물과 유기체의 색상에 영향을 미칩니다.그리고 이 색소들은 음식 저장과 빛 에너지의 태핑에도 도움을 줍니다.특정 색소를 기반으로 하는 색소에는 세 가지 종류가 있습니다.엽록체(광합성 중에 빛 에너지를 흡수하는 데 도움을 주는 엽록소와 카로티노이드 색소를 포함한다), 색소체(합성과 저장을 돕는 오렌지 카로틴과 노란색 크산토필과 같은 지용성 카로티노이드 색소를 포함한다), 류코플라스(비색소성 색소체이며 영양소의 저장을 돕는다).

세포막외부구조

많은 세포들은 또한 세포막 바깥에 전부 또는 부분적으로 존재하는 구조를 가지고 있다.이러한 구조는 반투과성 세포막에 의해 외부 환경으로부터 보호되지 않기 때문에 주목할 만하다.이러한 구조를 조립하기 위해서는 그 구성 요소가 수출 프로세스를 통해 세포막을 가로질러 운반되어야 합니다.

세포벽

상세 정보:세포벽

많은 종류의 원핵세포와 진핵세포는 세포벽을 가지고 있다.세포벽은 세포 환경으로부터 기계적, 화학적으로 세포를 보호하는 역할을 하며 세포막에 대한 추가적인 보호층입니다.다른 종류의 세포벽은 다른 물질로 구성되어 있다; 식물 세포벽은 주로 셀룰로오스, 곰팡이 세포벽은 키틴, 박테리아 세포벽은 펩티도글리칸으로 구성되어 있다.

원핵생물

캡슐

젤라틴 형태의 캡슐이 세포막과 세포벽 바깥의 몇몇 박테리아에 존재한다.캡슐은 폐렴구균, 뇌수막구균 또는 폴리펩타이드와 같은 다당류 또는 연쇄상구균과 같은 히알루론산일 수 있다.캡슐은 일반적인 염색 프로토콜로 표시되지 않으며 India Ink 또는 Methyl Blue로 검출될 수 있으므로 관찰을 위한 세포 [27]: 87 간 대비가 높아집니다.

편모류

편모는 세포 이동의 기관이다.박테리아 편모는 세포질에서 세포막을 통해 뻗어 나와 세포벽을 통해 돌출됩니다.그것들은 길고 두꺼운 실 같은 부속물이고, 자연에서 단백질이다.다른 종류의 편모가 고세균에서 발견되고 다른 종류의 편모가 진핵생물에서 발견됩니다.

핌브리아과

피브리아(복수 피브리아)는 박테리아의 표면에서 발견되는 짧고 얇은 털 모양의 필라멘트이다.피브리아균은 필린(항원성)이라고 불리는 단백질로 형성되며 인간 세포의 특정 수용체에 박테리아가 부착되는 역할을 한다.세균 결합에 관여하는 특별한 종류의 필리가 있다.

셀룰러 프로세스

원핵생물은 2분열로 분열하는 반면 진핵생물은 유사분열이나 감수분열로 분열한다.

레플리케이션

주요 기사:세포분열

세포 분열은 두 개의 딸 세포로 분할되는 단일 세포(모세포라고 함)를 포함합니다.이것은 다세포 유기체의 성장(조직의 성장)과 단세포 유기체의 생식(식물 번식)으로 이어진다.원핵세포는 2분열로 분열하는 반면, 진핵세포는 보통 유사분열이라고 불리는 핵분열 과정을 거쳐 세포분열이라고 불리는 세포분열 과정을 거친다.또한 이배체 세포는 감수분열을 통해 반수체 세포(보통 4개)를 생성할 수 있다.반수체 세포는 다세포 유기체의 생식체 역할을 하며, 새로운 이배체 세포를 형성하기 위해 융합합니다.

DNA 복제, 즉 세포의 [16]게놈을 복제하는 과정은 세포가 유사분열이나 이원분열을 통해 분열될 때 항상 일어난다.이것은 셀 사이클의 S 단계 중에 발생합니다.

감수분열에서 DNA는 한 번만 복제되고 세포는 두 번 분열된다.DNA 복제는 감수분열I 전에만 일어난다.DNA 복제는 세포가 두 번째로 분열할 때, 감수분열II에서 일어나지 않는다.[28]복제는 모든 세포 활동과 마찬가지로 그 [16]일을 수행하기 위해 특화된 단백질을 필요로 한다.

단백질, 탄수화물 및 지방의 이화 작용 개요

DNA복구

주요 기사: DNA 복구

일반적으로, 모든 유기체의 세포는 DNA 손상을 위해 그들의 DNA를 스캔하고 손상이 [29]발견되었을 때 복구 과정을 수행하는 효소 시스템을 가지고 있다.박테리아에서 인간에 이르기까지 다양한 복구 과정이 진화해 왔다.이러한 복구 과정의 광범위한 확산은 돌연변이를 일으킬 수 있는 손상으로 인한 세포 사망이나 복제 오류를 피하기 위해 세포 DNA를 손상되지 않은 상태로 유지하는 것의 중요성을 나타냅니다.대장균은 다양한 DNA 복구 과정을 가진 세포 유기체의 잘 연구된 예입니다.여기에는 (1)뉴클레오티드절제복원, (2)DNA불일치복원, (3)이중사슬단절단의 비상동단접합, (4)재조합복원복원 및 (5)광의존복원복원(광재활성화)이 포함된다.

성장과 대사

단백질 합성의 개요.
세포핵(연청색) 내에서 유전자(DNA, 진한 청색)는 RNA로 전사된다.그 후 이 RNA는 전사 후 수정과 제어의 대상이 되고, 그 결과 성숙한 mRNA(빨간색)가 핵에서 세포질(복숭아)로 운반되어 단백질로 번역된다.mRNA는 mRNA의 3염기 코돈과 3염기 코돈을 일치시키는 리보솜(보라색)에 의해 번역된다.적절한 tRNA.새로 합성된 단백질(검은색)은 종종 이펙터 분자(오렌지색)에 결합함으로써 완전히 활성화되도록 더욱 변형된다.
주요 기사:세포 성장과 대사

연속된 세포 분열 사이에서 세포는 세포 대사의 기능을 통해 성장한다.세포대사는 개별 세포가 영양분자를 처리하는 과정이다.신진대사는 두 가지 뚜렷한 구분이 있다: 복잡한 분자를 분해하여 에너지를 생성하고 힘을 줄이는 이화작용과 세포가 복잡한 분자를 만들고 다른 생물학적 기능을 수행하기 위해 에너지와 환원력을 사용하는 이화작용이다.유기체에 의해 소비되는 복합당은 포도당과 같은 단당류라고 불리는 더 단순한 설탕 분자로 분해될 수 있다.일단 세포 안에 들어가면 포도당은 분해되어 두 가지 다른 경로를 통해 쉽게 이용 가능한 에너지를 가진 분자인 아데노신 삼인산(ATP)[16]을 만든다.

단백질 합성

주요 기사: 단백질 생합성

세포는 세포 활동의 조절과 유지에 필수적인 새로운 단백질을 합성할 수 있다.이 과정은 DNA/RNA로 인코딩된 정보에 기초한 아미노산 구성 요소로부터 새로운 단백질 분자의 형성을 포함한다.단백질 합성은 일반적으로 전사와 번역의 두 가지 주요 단계로 구성된다.

전사는 DNA의 유전 정보가 상보적인 RNA 가닥을 생성하기 위해 사용되는 과정이다.이 RNA 가닥은 세포를 통해 자유롭게 이동할 수 있는 메신저 RNA(mRNA)를 제공하기 위해 처리된다. mRNA 분자는 세포에 위치한 리보솜이라고 불리는 단백질-RNA 복합체에 결합하고, 그곳에서 폴리펩타이드 배열로 번역된다.리보솜은 mRNA 배열에 기초한 폴리펩타이드 배열의 형성을 매개한다.mRNA 배열은 리보솜 내의 결합 포켓에서 RNA(tRNA) 어댑터 분자를 전달함으로써 폴리펩타이드 배열과 직접적으로 관련된다.그리고 나서 새로운 폴리펩타이드는 기능적인 3차원 단백질 분자로 접힙니다.

운동성

주요 기사:운동성

단세포 유기체는 먹이를 찾거나 포식자로부터 도망치기 위해 움직일 수 있다.운동의 일반적인 메커니즘은 편모와 섬모를 포함한다.

다세포 생물에서 세포는 상처 치유, 면역 반응, 암 전이 등의 과정 중에 움직일 수 있다.예를 들어, 동물의 상처 치유에서 백혈구는 감염을 일으키는 미생물을 죽이기 위해 상처 부위로 이동한다.세포 운동성은 많은 수용체, 가교, 묶음, 결합, 접착, 운동 및 기타 [30]단백질을 포함한다.이 과정은 세포 앞쪽 가장자리의 돌출, 세포 본체와 뒤쪽의 앞쪽 가장자리 및 접착 제거, 세포를 앞으로 당기기 위한 세포골격 수축의 세 단계로 나뉜다.각 단계는 세포골격의 [31][32]고유한 세그먼트에 의해 생성된 물리적 힘에 의해 구동됩니다.

내비게이션, 제어 및 통신

다음 항목도 참조하십시오.사이버네틱스 » 생물학

2020년 8월 과학자들은 특히 슬라임 곰팡이 세포와 쥐의 췌장암 유래 세포에서 체내를 효율적으로 탐색하고 복잡한 미로를 통해 최적의 경로를 식별할 수 있는 한 가지 방법을 설명했습니다. 즉, 확산된 화학 유인 물질을 분해한 후 구배를 만들어 미로 접합을 감지합니다.도착하기 전에,[33][34][35] 모퉁이를 포함해서요.

다세포성

주요 기사:다세포 생물

세포 분화/분화

주요 기사:세포 분화
케노하브디스의 염색은 케노하브디스의 세포핵을 부각시킨다.

다세포 유기체는 단세포 [36]유기체와 대조적으로 하나 이상의 세포로 구성된 유기체이다.

복잡한 다세포 유기체에서, 세포는 특정한 기능에 적응된 다른 세포 유형으로 특화된다.포유류의 주요 세포 유형은 피부 세포, 근육 세포, 뉴런, 혈액 세포, 섬유아세포, 줄기세포, 그리고 다른 것들을 포함합니다.세포 유형은 겉모습과 기능 모두 다르지만 유전적으로 동일하다.세포는 같은 유전자형일 수 있지만 포함된 유전자의 차이적 발현으로 인해 다른 세포 유형을 가질 수 있다.

대부분의 독특한 세포 유형은 발달 과정에서 수백 가지의 다른 세포 유형으로 분화하는 접합자라고 불리는 단일 전지 세포에서 발생합니다.세포 분화는 서로 다른 환경적 신호(세포-세포 상호작용 등)와 본질적 차이(분열 중 분자의 불균일한 분포로 인한 차이 등)에 의해 추진된다.

다세포의 기원

주요 기사:다세포 생물

다세포성은 시아노박테리아, 미크소박테리아, 방선균류, 마그네틱글로버스 다세포 또는 메타노사르시나와 같은 일부 원핵생물을 포함하여 적어도 [37]25번 독립적으로 진화했다.하지만, 복잡한 다세포 유기체들은 진핵생물군인 동물, 곰팡이, 갈조류, 홍조류, 녹조류, 그리고 [38]식물들로만 진화했다.그것은 식물(클로로플라스티다)을 위해 한 두 번, 갈조류를 위해 한 번, 그리고 아마도 곰팡이, 슬라임 곰팡이, [39]홍조류를 위해 여러 번 반복적으로 진화했다.다세포성은 상호의존적인 유기체의 군집, 세포화 또는 공생 관계에 있는 유기체로부터 진화했을 수 있다.

다세포성의 첫 번째 증거는 30억년에서 [37]35억년 전에 살았던 시아노박테리아와 유사한 유기체로부터 나온 것이다.다세포 유기체의 다른 초기 화석으로는 경합하는 그리파니아 나선형 화석과 [40]가봉에 있는 팔레오프로테로생대 프랑스빌리안 그룹 화석 B의 검은 셰일즈 화석이 있다.

단세포 조상으로부터의 다세포의 진화는 실험실에서 재현되었고, 선택 [37]압력으로 포식자를 이용한 진화 실험에서도 재현되었다.

오리진스

주요 기사:생명의 진화사

세포의 기원은 지구 생명체의 역사를 시작한 생명의 기원과 관련이 있다.

첫 번째 셀의 원점

스트로마톨라이트는 남조류라고도 불리는 시아노박테리아에 의해 남겨진다.그것들은 지구상에서 가장 오래된 생명체의 화석이다.이 10억 년 된 화석은 미국 글레이셔 국립공원에서 온 것이다.
상세 정보:세포생성과 진화

초기 지구에 생명체가 존재하게 된 작은 분자의 기원에 대해서는 몇 가지 이론이 있다.이들은 운석을 타고 지구로 운반되거나(머치슨 운석 참조), 심해 환기구에서 생성되거나 환원 대기에서 번개에 의해 합성될 수 있다(밀러 참조).Urey 실험).최초의 자기 복제 형태가 무엇이었는지를 정의하는 실험 자료는 거의 없다.RNA는 유전 정보를 저장하고 화학 반응을 촉매할 수 있기 때문에 가장 초기의 자기 복제 분자로 생각되지만(RNA 세계 가설 참조), 점토나 펩타이드 [41]핵산과 같이 자기 복제 가능성이 있는 다른 개체는 RNA보다 앞서 있을 수 있다.

세포는 적어도 35억년 [42][43][44]전에 출현했다.현재의 믿음은 이 세포들이 이종영양세포였다는 것이다.초기 세포막은 아마도 오늘날의 세포막보다 더 단순하고 투과성이 뛰어났으며, 지질당 지방산 사슬이 하나뿐이었다.지질은 물에서 자발적으로 양층 소포를 형성하는 것으로 알려져 있고, RNA보다 앞서 있을 수 있지만, 첫 번째 세포막은 또한 촉매 RNA에 의해 만들어졌을 수도 있고,[45] 형성되기 전에 구조적인 단백질을 필요로 했을 수도 있다.

진핵세포의 기원

상세 정보:성생식의 진화

진핵세포는 원핵세포의 공생사회에서 진화한 것으로 보인다.미토콘드리아와 엽록체와 같은 DNA를 가진 세포는 고대 산소를 호흡하는 알파프로테오박테리아와 "시아노박테리아"의 후손으로 각각 조상들의 원핵생물이 내분비했다.

하이드로노솜과 같은 유기체가 미토콘드리아의 기원을 앞섰는지, 혹은 그 반대인지에 대해서는 여전히 상당한 논란이 있다: 진핵 세포의 기원에 대해서는 수소 가설을 참조하라.

연구의 역사

주요 기사:세포 이론
로버트 후크의 코르크 세포 그림, 1665년

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ "The Origins Of The Word 'Cell'". National Public Radio. September 17, 2010. Archived from the original on 2021-08-05. Retrieved 2021-08-05.
  2. ^ 갈랜드 사이언스가 발행한 브루스 알버트(2002)가 편집한 '웨이백 머신(Wayback Machine)' 제4판 '세포의 분자생물학(Molecular Biology of the Cell Archived 2017-09-27)' 21장의 웨이백 머신(Wayback Machine)에 2020-01-22를 보관했다.알버트 본문은 "세포 구성 요소"가 어떻게 발달하는 배아를 형성하기 위해 움직이는지에 대해 논한다.아미노산과 같은 작은 분자를 "Wayback Machine에 보관된 분자 구성 블록 2020-01-22"라고 표현하는 것도 일반적입니다.
  3. ^ Campbell NA, Williamson B, Heyden RJ (2006). Biology: Exploring Life. Boston, Massachusetts: Pearson Prentice Hall. ISBN 9780132508827. Archived from the original on 2014-11-02. Retrieved 2009-02-16.
  4. ^ Public Domain이 문서에는 NCBI 문서(2004년 3월 30일)의 퍼블릭 도메인 자료가 포함되어 있습니다.
  5. ^ Bianconi, Eva; Piovesan, Allison; Facchin, Federica; Beraudi, Alina; Casadei, Raffaella; Frabetti, Flavia; Vitale, Lorenza; Pelleri, Maria Chiara; Tassani, Simone; Piva, Francesco; Perez-Amodio, Soledad (2013-11-01). "An estimation of the number of cells in the human body". Annals of Human Biology. 40 (6): 463–471. doi:10.3109/03014460.2013.807878. ISSN 0301-4460. PMID 23829164. S2CID 16247166. Archived from the original on 2022-05-11. Retrieved 2022-04-24.
  6. ^ Azevedo FA, Carvalho LR, Grinberg LT, Farfel JM, Ferretti RE, Leite RE, et al. (April 2009). "Equal numbers of neuronal and nonneuronal cells make the human brain an isometrically scaled-up primate brain". The Journal of Comparative Neurology. 513 (5): 532–41. doi:10.1002/cne.21974. PMID 19226510. S2CID 5200449.
  7. ^ Karp G (19 October 2009). Cell and Molecular Biology: Concepts and Experiments. John Wiley & Sons. p. 2. ISBN 9780470483374. Hooke called the pores cells because they reminded him of the cells inhabited by monks living in a monastery.
  8. ^ Tero AC (1990). Achiever's Biology. Allied Publishers. p. 36. ISBN 9788184243697. In 1665, an Englishman, Robert Hooke observed a thin slice of" cork under a simple microscope. (A simple microscope is a microscope with only one biconvex lens, rather like a magnifying glass). He saw many small box like structures. These reminded him of small rooms called "cells" in which Christian monks lived and meditated.
  9. ^ Maton A (1997). Cells Building Blocks of Life. New Jersey: Prentice Hall. ISBN 9780134234762.
  10. ^ Schopf JW, Kudryavtsev AB, Czaja AD, Tripathi AB (2007). "Evidence of Archean life: Stromatolites and microfossils". Precambrian Research. 158 (3–4): 141–55. Bibcode:2007PreR..158..141S. doi:10.1016/j.precamres.2007.04.009.
  11. ^ Schopf JW (June 2006). "Fossil evidence of Archaean life". Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series B, Biological Sciences. 361 (1470): 869–85. doi:10.1098/rstb.2006.1834. PMC 1578735. PMID 16754604.
  12. ^ Raven PH, Johnson GB (2002). Biology. McGraw-Hill Education. p. 68. ISBN 9780071122610. Retrieved 7 July 2013.
  13. ^ "First cells may have emerged because building blocks of proteins stabilized membranes". ScienceDaily. Archived from the original on 2021-09-18. Retrieved 2021-09-18.
  14. ^ "Differences Between Prokaryotic Cell and Eukaryotic Cell @ BYJU'S". BYJUS. Archived from the original on 2021-10-09. Retrieved 2021-09-18.
  15. ^ 미생물학: Jacquelyn G. Black의 원리와 탐구
  16. ^ a b c d e f g h i j k l m n o p q Public Domain이 문서에는 NCBI 문서(2004년 3월 30일)의 퍼블릭 도메인 자료가 포함되어 있습니다.
  17. ^ 유럽생물정보학연구소, 카린의 게놈: Borrelia burgdorferi 2013-05-06을 EBI-EMBL 데이터베이스에 있는 2can의 일부인 Wayback Machine에 보관했습니다.2012년 8월 5일 취득
  18. ^ Satir P, Christensen ST (June 2008). "Structure and function of mammalian cilia". Histochemistry and Cell Biology. 129 (6): 687–93. doi:10.1007/s00418-008-0416-9. PMC 2386530. PMID 18365235. 1432-119X.
  19. ^ PH Raven, Evert RF, Eichhorm SE(1999) 식물생물학, 제6판.WH Freeman (뉴욕)
  20. ^ Blair DF, Dutcher SK (October 1992). "Flagella in prokaryotes and lower eukaryotes". Current Opinion in Genetics & Development. 2 (5): 756–67. doi:10.1016/S0959-437X(05)80136-4. PMID 1458024.
  21. ^ a b Campbell Biology—Concepts and Connections. Pearson Education. 2009. p. 320.
  22. ^ Pichoff, Sebastien; Lutkenhaus, Joe (2007-12-01). "Overview of cell shape: cytoskeletons shape bacterial cells". Current Opinion in Microbiology. Growth and Development. 10 (6): 601–605. doi:10.1016/j.mib.2007.09.005. ISSN 1369-5274. PMC 2703429. PMID 17980647.
  23. ^ a b Kysela, David T.; Randich, Amelia M.; Caccamo, Paul D.; Brun, Yves V. (2016-10-03). "Diversity Takes Shape: Understanding the Mechanistic and Adaptive Basis of Bacterial Morphology". PLOS Biology. 14 (10): e1002565. doi:10.1371/journal.pbio.1002565. ISSN 1545-7885. PMC 5047622. PMID 27695035. Archived from the original on 2022-05-11. Retrieved 2022-04-24.
  24. ^ "Why is the plasma membrane called a selectively permeable membrane? - Biology Q&A". BYJUS. Archived from the original on 2021-09-18. Retrieved 2021-09-18.
  25. ^ Michie KA, Löwe J (2006). "Dynamic filaments of the bacterial cytoskeleton". Annual Review of Biochemistry. 75: 467–92. doi:10.1146/annurev.biochem.75.103004.142452. PMID 16756499. S2CID 4550126.
  26. ^ Ménétret JF, Schaletzky J, Clemons WM, Osborne AR, Skånland SS, Denison C, et al. (December 2007). "Ribosome binding of a single copy of the SecY complex: implications for protein translocation" (PDF). Molecular Cell. 28 (6): 1083–92. doi:10.1016/j.molcel.2007.10.034. PMID 18158904. Archived (PDF) from the original on 2021-01-21. Retrieved 2020-09-01.
  27. ^ Prokaryotes. Newnes. Apr 11, 1996. ISBN 9780080984735. Archived from the original on April 14, 2021. Retrieved November 9, 2020.
  28. ^ Campbell Biology—Concepts and Connections. Pearson Education. 2009. p. 138.
  29. ^ D. Peter Snustad, Michael J. Simmons, 유전학의 원리 – 제5판 (DNA 복구 메커니즘) 페이지 364-368
  30. ^ Ananthakrishnan R, Ehrlicher A (June 2007). "The forces behind cell movement". International Journal of Biological Sciences. Biolsci.org. 3 (5): 303–17. doi:10.7150/ijbs.3.303. PMC 1893118. PMID 17589565.
  31. ^ Alberts B (2002). Molecular biology of the cell (4th ed.). Garland Science. pp. 973–975. ISBN 0815340729.
  32. ^ Ananthakrishnan R, Ehrlicher A (June 2007). "The forces behind cell movement". International Journal of Biological Sciences. 3 (5): 303–17. doi:10.7150/ijbs.3.303. PMC 1893118. PMID 17589565.
  33. ^ Willingham E. "Cells Solve an English Hedge Maze with the Same Skills They Use to Traverse the Body". Scientific American. Archived from the original on 4 September 2020. Retrieved 7 September 2020.
  34. ^ "How cells can find their way through the human body". phys.org. Archived from the original on 3 September 2020. Retrieved 7 September 2020.
  35. ^ Tweedy L, Thomason PA, Paschke PI, Martin K, Machesky LM, Zagnoni M, Insall RH (August 2020). "Seeing around corners: Cells solve mazes and respond at a distance using attractant breakdown". Science. 369 (6507): eaay9792. doi:10.1126/science.aay9792. PMID 32855311. S2CID 221342551. Archived from the original on 2020-09-12. Retrieved 2020-09-13.
  36. ^ Becker WM, et al. (2009). The world of the cell. Pearson Benjamin Cummings. p. 480. ISBN 9780321554185.
  37. ^ a b c Grosberg RK, Strathmann RR (2007). "The evolution of multicellularity: A minor major transition?" (PDF). Annu Rev Ecol Evol Syst. 38: 621–54. doi:10.1146/annurev.ecolsys.36.102403.114735. Archived from the original (PDF) on 2016-03-04. Retrieved 2013-12-23.
  38. ^ Popper ZA, Michel G, Hervé C, Domozych DS, Willats WG, Tuohy MG, et al. (2011). "Evolution and diversity of plant cell walls: from algae to flowering plants" (PDF). Annual Review of Plant Biology. 62: 567–90. doi:10.1146/annurev-arplant-042110-103809. hdl:10379/6762. PMID 21351878. Archived (PDF) from the original on 2016-07-29. Retrieved 2013-12-23.
  39. ^ Bonner JT (1998). "The Origins of Multicellularity" (PDF). Integrative Biology: Issues, News, and Reviews. 1 (1): 27–36. doi:10.1002/(SICI)1520-6602(1998)1:1<27::AID-INBI4>3.0.CO;2-6. ISSN 1093-4391. Archived from the original (PDF, 0.2 MB) on March 8, 2012.
  40. ^ El Albani A, Bengtson S, Canfield DE, Bekker A, Macchiarelli R, Mazurier A, et al. (July 2010). "Large colonial organisms with coordinated growth in oxygenated environments 2.1 Gyr ago". Nature. 466 (7302): 100–4. Bibcode:2010Natur.466..100A. doi:10.1038/nature09166. PMID 20596019. S2CID 4331375.
  41. ^ Orgel LE (December 1998). "The origin of life--a review of facts and speculations". Trends in Biochemical Sciences. 23 (12): 491–5. doi:10.1016/S0968-0004(98)01300-0. PMID 9868373.
  42. ^ Schopf JW, Kudryavtsev AB, Czaja AD, Tripathi AB (2007). "Evidence of Archean life: Stromatolites and microfossils". Precambrian Research. 158 (3–4): 141–55. Bibcode:2007PreR..158..141S. doi:10.1016/j.precamres.2007.04.009.
  43. ^ Schopf JW (June 2006). "Fossil evidence of Archaean life". Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series B, Biological Sciences. 361 (1470): 869–85. doi:10.1098/rstb.2006.1834. PMC 1578735. PMID 16754604.
  44. ^ Raven PH, Johnson GB (2002). Biology. McGraw-Hill Education. p. 68. ISBN 9780071122610. Retrieved 7 July 2013.
  45. ^ Griffiths G (December 2007). "Cell evolution and the problem of membrane topology". Nature Reviews. Molecular Cell Biology. 8 (12): 1018–24. doi:10.1038/nrm2287. PMID 17971839. S2CID 31072778.
  46. ^ "The Origins Of The Word 'Cell'". National Public Radio. September 17, 2010. Archived from the original on 2021-08-05. Retrieved 2021-08-05.
  47. ^ 후크 R(1665년).Micrographia:...영국 런던:로얄 소사이어티 오브 런던'입니다. p. 113."...내가 지극히 소박하게 인지할 수 있는 모든 다공성, Honey-comb 많이 사용하지만 모공이 일정하지 않었다[...]모공, 또는 세포, 내가 어떤 작가나 사람, 그들에게 어떤 언급을 준수하지 않았으며 그리고는 아마 본 적이 있으면 보[...]다 실로 극미 모공 bef 같은 다공.아니면..." – 얇은 코르크 조각에 대한 관찰을 설명하는 후크.참고 항목: 1997-06-06-06 Wayback Machine에서 Robert Hooke 아카이브 완료

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