진핵 세포 : 특성, 유형, 부분, 대사 - 생물학

진핵 세포 막에 의해 구분 된 코어를 갖는 세포 소기관의 세트를 갖는 것을 특징으로 생물체의 다양한 라인의 구성 요소이다.

진핵 생물의 가장 눈에 띄는 세포 기관 중에는 세포 호흡 및 에너지 생성과 관련된 기타 경로를 담당하는 미토콘드리아와 식물에서 발견되고 광합성 과정을 담당하는 엽록체가 있습니다.

동물 진핵 세포. 출처 : Wikimedia Commons의 Nikol valentina romero ruiz 저

또한 진핵 생물에 고유 한 골지체, 소포체, 액포, 리소좀, 과산화 소체와 같은 막에 의해 제한되는 다른 구조가 있습니다.

진핵 생물의 일부인 유기체는 크기와 형태면에서 상당히 이질적입니다. 이 그룹은 단세포 원생 동물과 미세한 효모에서 심해에 서식하는 식물과 큰 동물에 이르기까지 다양합니다.

진핵 생물은 유전 물질의 높은 조직을 갖는 것 외에도 주로 핵 및 기타 내부 세포 기관의 존재에 의해 원핵 생물과 다릅니다. 진핵 생물은 구조적, 기능적 측면에서 훨씬 더 복잡하다고 말할 수 있습니다.

일반적 특성

진핵 세포를 정의하는 가장 중요한 특징은 내부에 유전 물질 (DNA)이있는 정의 된 핵의 존재, 특정 작업을 수행하는 세포 하 소기관 및 세포 골격입니다.

따라서 일부 혈통에는 특별한 특성이 있습니다. 예를 들어, 식물에는 엽록체, 큰 액포 및 두꺼운 셀룰로오스 벽이 있습니다. 곰팡이에서는 키틴 벽이 특징적입니다. 마지막으로 동물 세포에는 중심체가 있습니다.

마찬가지로 원생 생물과 진균에는 진핵 단세포 유기체가 있습니다.

부품 (소기관)

진핵 생물의 독특한 특징 중 하나는 세포 기관 또는 막으로 둘러싸인 세포 하 구획의 존재입니다. 가장 눈에 띄는 것 중 :

핵심

진핵 인간 세포 표현. 핵심을 볼 수 있습니다

핵은 진핵 세포에서 가장 눈에 띄는 구조입니다. 세포질과 핵 내부 사이의 물질 교환을 허용하는 이중 다공성 지질 막으로 구분됩니다.

그것은 엄청나게 다양한 과정을 수행 할 수 있도록 DNA에 필요한 모든 지침을 포함하고 있기 때문에 모든 세포 과정을 조정하는 소기관입니다.

핵은 DNA가 무작위로 분산되어있는 완전한 구형의 정적 세포 기관이 아닙니다. 그것은 핵 외피, 염색질 및 핵소체와 같은 다른 구성 요소를 가진 절묘한 복잡성의 구조입니다.

Cajal 기관과 PML 기관 (전골 수구 백혈병)과 같은 핵 내부에 다른 기관도 있습니다.

미토콘드리아

미토콘드리아는 이중 막 시스템으로 둘러싸인 세포 소기관이며 식물과 동물 모두에서 발견됩니다. 세포 당 미토콘드리아의 수는 필요에 따라 다릅니다. 에너지 요구량이 높은 세포에서는 그 수가 상대적으로 높습니다.

미토콘드리아에서 일어나는 대사 경로는 구연산 순환, 전자 수송 및 산화 적 인산화, 지방산의 베타 산화, 아미노산 분해입니다.

엽록체

엽록체는 식물과 조류의 전형적인 소기관으로 복잡한 막 시스템을 나타냅니다. 가장 중요한 성분은 광합성에 직접 관여하는 녹색 색소 인 엽록소입니다.

광합성과 관련된 반응 외에도 엽록체는 ATP를 생성하고 아미노산, 지방산 등을 합성 할 수 있습니다. 최근 연구에 따르면이 구획은 병원균에 대한 물질 생산과 관련이 있습니다.

미토콘드리아와 마찬가지로 엽록체는 원형 모양의 고유 한 유전 물질을 가지고 있습니다. 진화론 적 관점에서 볼 때,이 사실은 미토콘드리아와 엽록체를 발생시킨 가능한 내 공생 과정 이론을 뒷받침하는 증거입니다.

소포체

세망은 핵과 함께 계속되고 미로의 형태로 세포 전체로 확장되는 막 시스템입니다.

그것은 리보솜의 존재에 따라 부드러운 소포체와 거친 소포체로 나뉩니다. 거친 그물망은 고정 된 리보솜 덕분에 주로 단백질 합성을 담당합니다. 부드러움은 지질의 대사 경로와 관련이 있습니다.

골지체

"골지 안 수조"라고하는 일련의 납작한 원반으로 구성됩니다. 그것은 단백질의 분비 및 변형과 관련이 있습니다. 또한 지질 및 탄수화물과 같은 다른 생체 분자의 합성에도 참여합니다.

진핵 생물

1980 년에 연구원 Carl Woese와 협력자들은 분자 기술을 사용하여 생물 간의 관계를 확립했습니다. 일련의 선구적인 실험을 통해 그들은 5 개의 영역에 대한 전통적인 관점을 남기고 3 개의 영역 ( "슈퍼 영역"이라고도 함)을 설정하는 데 성공했습니다.

Woese의 결과에 따르면, 우리는 지구의 살아있는 형태를 Archaea, Eubacteria 및 Eukarya의 세 가지 눈에 띄는 그룹으로 분류 할 수 있습니다.

Eukarya 도메인에는 우리가 진핵 생물로 알고있는 유기체가 있습니다. 이 계통은 매우 다양하며 단세포 및 다세포 유기체를 모두 포함합니다.

단세포

단세포 진핵 생물은 진핵 생물의 모든 전형적인 기능을 단일 세포에 보유해야하기 때문에 매우 복잡한 유기체입니다. 원생 동물은 역사적으로 rhizopods, ciliates, flagellates 및 sporozoans로 분류됩니다.

가장 눈에 띄는 예로서 우리는 편모를 통과 할 수있는 광합성 종인 유글레나를 가지고 있습니다.

Paramecium 속에 속하는 유명한 paramecia와 같은 섬모 진핵 생물도 있습니다. 이것들은 전형적인 슬리퍼 모양을 가지고 있으며 수많은 섬모가 있기 때문에 움직입니다.

이 그룹에는 Trypanosoma 속과 같은 인간과 다른 동물의 병원성 종도 있습니다. 이 기생충 그룹은 길쭉한 몸과 전형적인 편모가 특징입니다. 그들은 Chagas 질병 (Trypanosoma cruzi)과 수면병 (Trypanosoma brucei)의 원인입니다.

Plasmodium 속은 인간의 말라리아 또는 말라리아의 원인균입니다. 이 질병은 치명적일 수 있습니다.

단세포 진균도 있지만이 그룹의 가장 뛰어난 특성은 이후 섹션에서 설명합니다.

식물

우리가 매일 관찰하는 식물의 모든 큰 복잡성은 풀과 풀에서 복잡하고 큰 나무에 이르기까지 진핵 계통에 속합니다.

이 개체의 세포는 구조에 강성을 부여하는 셀룰로오스로 구성된 세포벽을 갖는 것이 특징입니다. 또한 광합성 과정에 필요한 모든 생화학 적 요소를 포함하는 엽록체가 있습니다.

식물은 매우 다양한 유기체 그룹을 나타내며 몇 가지 특성만으로는 불가능한 복잡한 수명주기를 가지고 있습니다.

버섯

"곰팡이"라는 용어는 곰팡이, 효모 및 버섯을 생산할 수있는 개체와 같은 다양한 유기체를 지정하는 데 사용됩니다.

종에 따라 성적으로 또는 무성으로 번식 할 수 있습니다. 그들은 주로 포자의 생산이 특징입니다. 환경 조건이 적합 할 때 발생할 수있는 작은 잠복 구조입니다.

둘 다 안정된 삶의 방식, 즉 움직이지 않기 때문에 식물과 비슷하다고 생각할 수 있습니다. 그러나 균류는 엽록체가 부족하고 광합성을 수행하는 데 필요한 효소 기계가 없습니다.

그들의 먹이는 방법은 대부분의 동물과 마찬가지로 종속 영양 적이므로 에너지 원을 찾아야합니다.

동물

동물 학자들은 실제 가치가 700 만 또는 8 백만에 가까울 수 있다고 추정하지만 동물은 정확하게 분류되고 분류 된 거의 백만 종으로 구성된 그룹을 나타냅니다. 그들은 위에서 언급 한 것처럼 다양한 그룹입니다.

그들은 종속 영양 (자신의 음식을 찾습니다)이 특징이며 움직일 수있는 놀라운 이동성을 가지고 있습니다. 이 작업을 위해 그들은 육지, 물 및 공중에서 이동할 수있는 일련의 다양한 이동 메커니즘을 가지고 있습니다.

그들의 형태와 관련하여 우리는 믿을 수 없을 정도로 이질적인 그룹을 찾습니다. 우리는 무척추 동물과 척추 동물로 나눌 수 있지만, 그것들을 구별하는 특징은 척추와 척주의 존재입니다.

무척추 동물 안에는 포 리퍼, 냉소, annelids, 선충류, 편형 동물, 절지 동물, 연체 동물 및 극피 동물이 있습니다. 척추 동물에는 어류, 양서류, 파충류, 새 및 포유류와 같이 더 잘 알려진 그룹이 포함됩니다.

진핵 세포 유형

진핵 세포는 매우 다양합니다. 동물과 식물에서 가장 복잡한 것이 발견된다고 생각할 수도 있지만 이것은 잘못된 것입니다. 가장 큰 복잡성은 원생 생물 유기체에서 관찰되며, 생명체에 필요한 모든 요소가 단일 세포 내에 갇혀 있어야합니다.

다세포 유기체의 출현으로 이어진 진화 경로는 개인 내에서 작업을 분배해야하는 필요성을 가져 왔으며,이를 세포 분화라고합니다. 따라서 각 세포는 일련의 제한된 활동을 담당하며이를 수행 할 수있는 형태를 가지고 있습니다.

배우자 융합 또는 수정 과정이 진행됨에 따라 생성 된 접합체는 일련의 후속 세포 분열을 거쳐 250 개 이상의 세포 유형이 형성됩니다.

동물에서 배아가 뒤 따르는 분화 경로는 환경으로부터받는 신호에 의해 지시되며 주로 발생하는 유기체에서의 위치에 따라 다릅니다. 가장 두드러진 세포 유형은 다음과 같습니다.

뉴런

신경계의 일부인 신경 충동의 전도에 특화된 뉴런 또는 세포입니다.

근육 세포

수축 특성을 가지고 있고 필라멘트 네트워크에 정렬 된 골격근 세포. 이것들은 달리기 나 걷기와 같은 동물의 전형적인 움직임을 허용합니다.

연골 세포

연골 세포는 지원을 전문으로합니다. 이러한 이유로 그들은 콜라겐이있는 매트릭스로 둘러싸여 있습니다.

혈액 세포

혈액의 세포 성분은 적혈구와 백혈구, 혈소판입니다. 전자는 원반 모양이며 성숙되면 핵이 없으며 헤모글로빈을 운반하는 기능을 가지고 있습니다. 백혈구는 혈액 응고 과정에서 면역 반응과 혈소판에 참여합니다.

대사

진핵 생물은 해당 과정, 오탄당 포스페이트 경로, 지방산의 베타 산화 등과 같은 일련의 대사 경로를 특정 세포 구획으로 구성합니다. 예를 들어, ATP는 미토콘드리아에서 생성됩니다.

식물 세포는 햇빛을 받아 유기 화합물을 생성하는 데 필요한 효소 적 기계를 가지고 있기 때문에 특징적인 신진 대사를 가지고 있습니다. 이 과정은 광합성이며 신진 대사에 필요한 에너지 성분을 합성 할 수있는 독립 영양 유기체로 전환합니다.

식물은 글리 옥시 좀에서 발생하는 글리 옥실 레이트 회로라는 특정 경로를 가지고 있으며 지질을 탄수화물로 전환시키는 역할을합니다.

동물과 진균은 종속 영양 생물이 특징입니다. 이 혈통은 자신의 식량을 생산할 수 없기 때문에 적극적으로 찾아서 타락해야합니다.

원핵 생물과의 차이점

진핵 생물과 원핵 생물의 결정적인 차이점은 막으로 묶여 있고 첫 번째 유기체 그룹에 정의 된 핵의 존재입니다.

우리는 두 용어의 어원을 조사함으로써이 결론에 도달 할 수 있습니다. 원핵 생물은 "전"을 의미하는 뿌리 pro와 핵인 karyon에서 유래합니다. 진핵 생물은 "진정한 핵"(eu는 "진정한"을 의미하고 karyon은 핵을 의미 함)의 존재를 의미합니다.

그러나 우리는 잘 알려진 Paramecium 또는 효모와 같은 단세포 진핵 생물 (즉, 전체 유기체가 단일 세포 임)을 찾습니다. 같은 방식으로 우리는 인간을 포함하여 동물과 같은 다세포 진핵 생물 (하나 이상의 세포로 구성됨)을 찾습니다.

화석 기록에 따르면 진핵 생물이 원핵 생물에서 진화했다고 결론을 내릴 수있었습니다. 따라서 두 그룹 모두 세포막의 존재, 공통 대사 경로 등과 같은 유사한 특성을 가지고 있다고 가정하는 것이 논리적입니다. 두 그룹 간의 가장 두드러진 차이점은 다음과 같습니다.

출처 : 작성자 없음. Mortadelo2005가 가정했습니다 (저작권 주장에 근거). , Wikimedia Commons를 통해

크기

진핵 생물은 훨씬 더 복잡하고 세포 요소가 더 많기 때문에 일반적으로 원핵 생물보다 크기가 더 큽니다.

평균적으로 원핵 생물의 직경은 1 ~ 3μm이고 진핵 세포는 10 ~ 100μm 정도입니다. 이 규칙에는 주목할만한 예외가 있지만.

세포 기관의 존재

원핵 생물에서는 세포막으로 구분되는 구조가 없습니다. 이것들은 매우 간단하고 이러한 내부 신체가 부족합니다.

일반적으로 원핵 생물이 보유하는 유일한 막은 유기체를 외부 환경으로 구분하는 역할을합니다 (이 막은 진핵 생물에도 존재 함).

핵심

위에서 언급했듯이 핵의 존재는 두 그룹을 구별하는 핵심 요소입니다. 원핵 생물에서 유전 물질은 어떤 유형의 생물학적 막으로도 구분되지 않습니다.

대조적으로, 진핵 생물은 복잡한 내부 구조를 가진 세포이며, 세포 유형에 따라 이전 섹션에서 자세히 설명 된 특정 세포 기관을 제시합니다. 이 세포는 일반적으로 인간의 대부분의 세포에서와 같이 각 유전자의 사본이 두 개인 단일 핵을 가지고 있습니다.

진핵 생물에서 DNA (데 옥시 리보 핵산)는 다양한 수준에서 고도로 조직되어 있습니다. 이 긴 분자는 히스톤이라고하는 단백질과 연관되어 있으며 작은 핵에 들어갈 수있는 수준으로 압축되어 세포 분열의 특정 지점에서 염색체로 관찰 될 수 있습니다.

원핵 생물은 그렇게 정교한 수준의 조직을 가지고 있지 않습니다. 일반적으로 유전 물질은 세포를 둘러싸고있는 생체막에 부착 할 수있는 단일 원형 분자로 발생합니다.

그러나 DNA 분자는 무작위로 분포되어 있지 않습니다. 막에 싸여 있지는 않지만 유전 물질은 뉴 클레오 이드라는 영역에 있습니다.

미토콘드리아와 엽록체

미토콘드리아의 특정 사례에서 이들은 세포 호흡 과정에 필요한 단백질이 발견되는 세포 소기관입니다. 산화 반응을 위해 이러한 효소를 포함해야하는 원핵 생물은 원형질막에 고정되어 있습니다.

마찬가지로 원핵 생물이 광합성 인 경우, 그 과정은 색소 포에서 발생합니다.

리보솜

리보솜은 메신저 RNA를 분자가 암호화하는 단백질로 번역하는 역할을하는 구조입니다. 예를 들어 대장균과 같은 일반적인 박테리아는 최대 15,000 개의 리보솜을 보유 할 수 있습니다.

리보솜을 구성하는 두 단위는 메이저와 마이너로 구분할 수 있습니다. 원핵 계통은 큰 50S 하위 단위와 작은 30S 하위 단위로 구성된 70S 리보솜을 제공하는 것이 특징입니다. 대조적으로 진핵 생물에서는 큰 60S와 작은 40S 서브 유닛으로 구성됩니다.

원핵 생물에서 리보솜은 세포질 전체에 흩어져 있습니다. 진핵 생물에서는 거친 소포체처럼 막에 고정되어 있습니다.

세포질

원핵 생물의 세포질은 리보솜의 존재 덕분에 대부분 과립 모양입니다. 원핵 생물에서 DNA 합성은 세포질에서 발생합니다.

세포벽 존재

원핵 생물과 진핵 생물 모두 이중 지질 생물막에 의해 외부 환경과 구분됩니다. 그러나 세포벽은 세포를 둘러싸는 구조이며 원핵 계통, 식물 및 곰팡이에서만 존재합니다.

이 벽은 단단하고 가장 직관적 인 일반적인 기능은 환경 스트레스와 가능한 삼투 변화로부터 세포를 보호하는 것입니다. 그러나 구성 수준에서이 벽은이 세 그룹에서 완전히 다릅니다.

박테리아의 벽은 β-1,4 유형 결합에 의해 연결된 두 개의 구조 블록 인 펩티도 글리 칸이라는 화합물로 구성됩니다 : N- 아세틸-글루코사민과 N- 아세틸 무라 민산.

식물과 진균 (두 진핵 생물 모두)에서 벽의 구성도 다양합니다. 첫 번째 그룹에서 그것은 셀룰로오스, 설탕 포도당의 반복 단위에 의해 형성된 중합체이며, 곰팡이는 키틴 벽과 당 단백질 및 글리 칸과 같은 다른 요소를 가지고 있습니다. 모든 균류에 세포벽이있는 것은 아닙니다.

DNA

진핵 생물과 원핵 생물 사이의 유전 물질은 압축 방식뿐 아니라 구조와 양도 다양합니다.

원핵 생물은 600,000 개 염기쌍에서 최대 8 백만개 사이의 적은 양의 DNA를 갖는 것이 특징입니다. 즉, 500 개에서 수천 개의 단백질을 코딩 할 수 있습니다.

인트론 (단백질을 코딩하지 않고 유전자를 파괴하는 DNA 서열)은 원핵 생물이 아닌 진핵 생물에 존재합니다.

수평 유전자 전달은 원핵 생물에서 중요한 과정이지만 진핵 생물에서는 실질적으로 존재하지 않습니다.

세포 분열 과정

두 그룹 모두 적절한 크기에 도달 할 때까지 세포 부피가 증가합니다. 진핵 생물은 복잡한 유사 분열 과정에 의해 분열을 수행하여 비슷한 크기의 두 개의 딸 세포를 생성합니다.

유사 분열의 기능은 각 세포 분열 후 적절한 수의 염색체를 확보하는 것입니다.

이 과정에 대한 예외는 효모, 특히 Saccharomyces 속의 세포 분열로, 분열은 "부풀어 짐"에 의해 형성되기 때문에 더 작은 딸 세포를 생성합니다.

원핵 세포는 유사 분열 세포 분열을 겪지 않습니다-핵 부족의 본질적인 결과입니다. 이 유기체에서 분열은 이진 분열에 의해 발생합니다. 따라서 세포는 성장하고 두 개의 동일한 부분으로 나뉩니다.

centromeres와 같은 진핵 생물의 세포 분열에 참여하는 특정 요소가 있습니다. 원핵 생물의 경우, 이것에 대한 유사체가 없으며 소수의 박테리아 종만이 미세 소관을 가지고 있습니다. 성적 유형의 번식은 진핵 생물에서 흔하고 원핵 생물에서는 드뭅니다.

세포 골격

진핵 생물은 세포 골격 수준에서 매우 복잡한 조직을 가지고 있습니다. 이 시스템은 직경에 따라 미세 필라멘트, 중간 필라멘트 및 미세 소관으로 분류되는 세 가지 유형의 필라멘트로 구성됩니다. 또한이 시스템과 관련된 운동 특성을 가진 단백질이 있습니다.

진핵 생물은 세포가 환경에서 이동할 수 있도록하는 일련의 과정을 가지고 있습니다. 이것들은 편모로, 그 모양은 채찍을 연상시키고 진핵 생물과 원핵 생물에서 움직임이 다릅니다. 섬모는 더 짧고 일반적으로 많은 수로 존재합니다.

참고 문헌

Birge, EA (2013). 세균 및 박테리오파지 유전학. Springer 과학 및 비즈니스 미디어.
Campbell, MK, & Farrell, SO (2011). 생화학.
Cooper, GM 및 Hausman, RE (2000). 세포 : 분자 적 접근. Sinauer Associates.
Curtis, H., & Barnes, NS (1994). 생물학에 초대합니다. 맥밀란.
Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC, & Garrison, C. (2001). 동물학의 통합 원칙. McGraw – Hill.
Karp, G. (2009). 세포 및 분자 생물학 : 개념 및 실험. John Wiley & Sons.
Pontón, J. (2008). 곰팡이의 세포벽과 anidulafungin의 작용 메커니즘. Iberoam Micol 목사, 25, 78–82.
Vellai, T., & Vida, G. (1999). 진핵 생물의 기원 : 원핵 생물과 진핵 생물 세포의 차이. Royal Society B : Biological Sciences, 266 (1428), 1571–1577의 회보.
Voet, D. 및 Voet, JG (2006). 생화학. Panamerican Medical Ed.
Weeks, B. (2012). Alcamo의 미생물과 사회. Jones & Bartlett 출판사.

진핵 세포 : 특성, 유형, 부분, 대사 - 생물학 - 2026