Chapter 2. 세포의 구조와 기능
1. 세포(Cell)
- 생명체를 구성하는 기본적인 단위
- 약 100여조개
2. 세포의 현미경적 구조(microscopic structure)
⦁세포막(원형질막, Cell membrane)
- 선택적 투과성막
- 이중인지질 구조 : 친수성 머리 & 소수성 지방산 꼬리
- 여과(filtration) : 농도 차이에 의한 용질의 이동
- 단순확산(simple diffusion) : 허파꽈리에서의 산소 이동
- 삼투(osmosis) : 농도 차이에 의한 용매의 이동
- 촉진확산(facilitated diffusion) : 작은 창자에서 영양소 흡수
- 능동운반(active transport) : 나트륨-칼륨펌프(에너지 소모)
- 소포운반(vesicular transport) : 백혈구의 포식작용
⦁핵(Nucleus)
- 가장 중요한 세포소기관(cell organelle)
- RNA(ribonucleic acid)합성 & DNA(deoxyribonucleic acid)합성
① 핵막(nuclear membrane) : 핵을 둘러싼 막
일정한 간격으로 여러 개의 구멍(핵공, nuclear pore)을 갖고 있는 이중구조
② 핵형질(핵질, nucleoplasm) : 염색질과 핵의 핵소체 주위의 공간을 채우는 맑은
반액체성 물질
③ 핵소체(인, nucleolus) : 하나 또는 둘 이상 존재. RNA 합성
⦁세포질(원형질, cytoplasm)
- 핵과 세포막 사이에서 발견되는 끈끈한 반액체성 물질
- 단백질, 지질, 탄수화물, 미네랄, 물(70~90%)로 구성
- 단백질 합성, 세포호흡 등 세포내에서 발생하는 화학적 반응을 위한 환경제공
⦁중심체와중심소체(centrosome and centrioles)
- 핵 근처 2개의 원주형 세포소기관
- 중심소체들은 직각으로 놓여있음. 소포분열시 분리되는 과정에서 방추사 생성
(2개의 딸세포에 염색체가 균등하게 분배되는 것을 돕기 위해 각 염색체에 부착)
⦁세포질그물(형질내세망,endoplasmic reticulum)
- 관 모양의 가느다란 그물
- 많은 양의 단백질 축척&보관
① 거친세포질그물(rough ER) : 바깥막에 리보솜
② 매끈세포질그물(smooth ER) : 콜레스테롤 합성, 지방대사, 약물의 해독
⦁사립체(mitochondria)
- 이중막 구조
- 세포에 에너지를 공급하는 세포의 발전소
- 에너지인 ATP(adenosine triphosphate) 생산
⦁골지체(Golgi apparatus)
- 세포질그물에서 생성된 물질을 저장하거나 세포에서 분비되는 물질 포장
(탄수화물 합성/탄수화물을 골지체를 통과하는 단백질에 결합)
- 위샘, 침샘, 이자샘의 세포에 多
⦁용해소체(lysosomes) - 자살가방
- 세포질에 있는 타원형 또는 원형의 물질
- 단백질을 소화시키는 강력한 소화효소 有
⦁세포뼈대(Cyto-skeleton)
- 세포의 내부 골격
- 미세소관(미소관), 중간세사(중간섬유), 미세사(미세섬유)로 구성
⦁섬모와 편모(cilia and flagella)
- 세포에서 뻗어 나온 원섬유(머리카락처럼 길게)
- 박동하거나 진동
- 섬모의 예 : 호흡기관 세포
- 편모의 예 : 정자
3. 세포분열(cell division)
⦁감수분열(meiosis)
- 성세포의 세포분열 과정
- 난자와 정자 각자의 염색체 46 → 23
⦁유사분열(mitosis)
- 두 번째 단계 : 세포질의 분열 (첫 번째 단계는 핵의 분열)
- 핵에 있는 DNA가 2개의 딸세포로 똑같이 나누어지는 연속된 과정
- 세포질도 대략 같은 정도의 두 세포질로 나뉨
but, 모든 세포들이 같은 속도로 세포분열 되는 것은 아님
→조혈세포, 피부세포, 소화기관의 세포들은 계속 분열되지만 근세포들은 몇 년마다 세포분열
- 소요시간 2시간
⦁동물세포에서의 유사분열 과정
휴지기(간기, interphase, resting stage)
- 핵분열 사이 기간
- 염색체 복제(염색체내에서 DNA 분자가 2배 / 중심소체도 복제)
전기(prophase)
- 염색체는 모여 있고, 핵의 외피는 파괴
- 중심소체로부터 방추섬유 형성 시작
- 중심소체는 세포의 양극으로 이동
중기(metaphase)
- 염색체가 세포의 중심선에 놓임
- 일부 방추섬유는 동원체에 붙음
- 별의 섬유가 형질막에 붙음
후기(anaphase)
- 중심절이 둘로 나뉨
- 방추섬유는 자매염색분체를 세포의 양극으로 끌어당김
- 양극의 자매염색분체(나중에 딸세포)는 동일한 유전자를 갖음
말기(telophase)
- 세포 양극에 염색체 축적
- 염색질이 흩어짐
- 양극에서 핵의 외피가 새롭게 형성
- 양쪽 핵에서 핵소체가 나타남
- 유사분열 방추 사라짐
⦁무사분열(amitosis)
- 세균, 하등동물의 세포분열(원생동물)
- 핵과 세포체가 길어진 후 직접 2개의 딸세포로 나뉨
⦁세포사(cell death)
세포괴사(necrosis)
- 예정되지 않은 살아 있는 세포 또는 조직의 죽음
- 세포에 손상을 주는 해로운 화학물질 방출
- 상처, 감염, 암, 경색, 독소와 염증 등
세포사멸(apoptosis)
- 의도적으로 죽는 질서정연한 과정
- 세포 스스로 시작하여 조절, 죽음을 결정
4. 조직(Tissue)
가. 상피조직(Epithelial tissue)
ㆍ기능에 따른 분류
- 피개상피(표면상피, covering epithelium, surface epithlium)
- 감각상피(sensory epithelium) : 망막의 원뿔세포나 막대세포, 속귀의 유모세포 등
- 종상피(배상피, germinal epithelium)
- 호흡상피(respiratory epithelium)
- 흡수상피(absorptive epithelium)
- 분비상피(secretory or glandular epithelium)
ㆍ모양과 형태와 배열에 따른 분류
- 편평상피 : 단층편평상피, 중층편평상피 (얇은 두께, 넓은 표면, 핵이 원반형)
- 입방상피 (한 층에 사각형의 상피세포가 한 줄로 배열)
- 원주상피 (비교적 긴 길이, 주로 흡수작용하는 소화관 등의 점막에서 볼 수 있음)
- 섬모상피 (원주상피의 변형, 운동성을 갖고 있는 섬모 존재)
- 이행상피 (상태에 따라 모양이 변함, 중층편평상피세포와 유사)
나. 결합조직(Connective tissue)
ㆍ고유결합조직(connective tissue proper)
- 세포사이바탕질 : 영양분과 노폐물 운반, 이물질 침입 방지
- 섬유성분 : 아교, 탄력, 세망섬유로 구성
- 세포성분 : 섬유모세포, 큰포식세포, 비만세포, 형질세포 등
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* 포식작용을 하는 세포들
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- 큰포식세포(macrophage)
- 간의 별세포
- 허파의 먼지세포
- 중추시견경의 미세아교세포
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- 단핵구(monocyte)
- 그물세포(reticular cell)
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ㆍ연골(Cartilage)
- 유리연골 : 비중격, 후두연골, 기관연골, 관절연골, 갈비연골 등
- 섬유연골 : 척추사이원반, 두덩결합, 무릎의 반달연골 등
- 탄력연골 : 귀바퀴, 후두덮개, 귀인두관 등
ㆍ뼈(Bone)
- 폴크만관(Volkmanns canal)을 통해 혈액 공급
ㆍ액상조직(fluid tissues)
- 적혈구, 백혈구, 혈소판 같은 혈구세포가 혈장에 분포
다. 근육조직(muscular tissues)
ㆍ골격근육 - 맘대로근육(수의근, voluntary muscle)
ㆍ심장근육 - 제대로근육(불수의근, involuntary muscle)
ㆍ민무늬근육 - 내장근육 / 제대로근육
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라. 신경조직(nervous tissues)
ㆍ신경세포(nerve cell)
- 세포체가 밀집 된 부위를 회백질 / 세포질돌기가 밀집된 부위를 백색질이라 함
- 세포질돌기는 가지돌기(수상돌기)와 축삭돌기(신경돌기)로 구성 / 연접(synapse)
ㆍ신경아교(neuroglia)
- 신경세포의지지, 영양공급을 담당하는 중추신경의 결합조직
5. 기관(Organ)
⦁실질기관 - 간, 지라, 이자, 콩팥
⦁속빈기관 - 위, 창자, 식도, 기관, 방광, 자궁, 요도
- 점막 → 점막밑조직 → 근육층 → 장막 4개의 층으로 구성(안쪽에서부터)
6. 몸의 발생
가. 발생(분화, Development)
ㆍ정자와 난자가 만나 수정란이 분할되는 것으로부터 시작, 수정란의 일련의 변화
ㆍ분만전(출생전) 발생 또는 자궁내발생과 분만후(출생후) 발생으로 나뉨
나. 성장(growth)
ㆍ세포 수의 증가, 세포 크기의 증가 또는 비활성 물질의 증가
다. 수정과 착상(Fertilization&Implantation)
ㆍ수정 : 난관 팽대부에서 난자와 정자가 결합
수정 후 3일경 8~16개의 분할세포로 나누어져 오디배(상실배, morula) 형성
ㆍ착상 : 양막과 융모막 형성 / 발생 20일경 부착경 형성 / 탯줄로 발달
라. 발생
ㆍ외배엽 기원 기관 : 표피, 털, 손톱, 피부샘 신경세포와 신경섬유, 감각기관의 감각상피
ㆍ중배염 기원 기관 : 결합조직, 근육, 공격, 심혈관계, 혈액, 림프관, 지라, 비뇨생식기계
ㆍ내배엽 기원 기관 : 소화기계의 점막, 소화샘, 호흡기계의 점막상피, 요로의 점막상피
마.태아막과 태반(Fetal membrane and Placental)
ㆍ태아막 : 양막, 난황주머니 및 요막, 융모막 존재
ㆍ양막 : 태아를 둘러싸고 있는 첫 번째 막, 양막공간 속 양수 존재
ㆍ난황주머니 : 초기 조혈기관으로 작용하는 태아의 두 번째 막, 태아의 탯줄에 위치
ㆍ태반 : 모체와 모든 물질교환이 이루어짐, 모체의 자궁내막과 태아의 융모막으로 구성
- 구조와 기능 : 영양분과 산소 공급 장소 / 노폐물이나 이산화탄소 배출
바. 태아의 월령 추정
ㆍ태아의 신장
- 임신 전반기(1~5개월) 임신월수의 제곱, 임신후반기(6~10개월) 임신월수에 5곱
ㆍ태아의 체중
- 전반기에 임신월수의 3제곱에 2배, 후반기에 임신월수의 3제곱에 3배
사. 임신기간
ㆍ임신 7개월(28주) 이전의 출산은 유산(abortion)
ㆍ7개월부터 38주 사이의 추란은 조산(premature labor)
아. 성장
ㆍ인체의 성장과정
- 유치기(2~6세, 젖니) → 영구치기(7~10세, 영구치로 대치)
- 사춘기(2차 성징이 뚜렷해지는 시기) → 청소년기(사춘기 이후 3~4년간)
ㆍ퇴행변화
- 폐경기 : 여성은 45~50세경, 남성은 60세경부터 시작
ㆍ성장의 형태
- 일반형 : 급속히 성장하다 성인에 이르러서 완만한 성장(근육,소화기,호흡기 등)
- 생식기형 : 사춘기 전까지 완만한 성장 사진기에 급속히 성장(자궁제외 생식기)
- 자궁형 : 출생 시에는 비교적 큼. 무게가 감소했다 원래 무게로 환원되는 형식
- 신경형 : 신생아에서 취학 전 아동까지 급성장하는 유형
- 림프형 : 급속한 성장 후 사춘기 이후에 위축/퇴화(가슴샘, 편도)