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세포막
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<p><strong> 세포막</strong>은 모든 [[세포]]가 가지고 있는 구성요소이며, 세포 내부와 외부를 서로 구분지어준다. 세포막은 [[인지질]] 및 [[단백질]] 분자로 구성된 얇고 구조적인 [[지방 이중층]]bilipid layer으로 되어 있으며, 선택적인 투과성을 지닌다. 세포 표면막은 [[수용체 단백질]]과 [[세포부착 단백질]]을 지니고 있기도 한다. 또한 세포막에는 다른 기능을 수행하는 단백질 역시 존재하며, 이러한 단백질은 세포 기능 및 조직 구성을 항시 일정하게 유지하는데 매우 중요한 역할을 담당한다.</p>
<p> [[동물]] 세포에서, 세포막은 이러한 역할을 홀로 수행하는 반면, [[효모]], [[세균]], [[식물]]에서는 [[세포벽]]이 최외곽 경계를 형성하며, 물리적인 방호력을 제공한다. 세포막은 대략 10 나노미터 두께이며, [[투과 전자 현미경]]으로 희미하게 구분할 수 있다. 세포막의 또 다른 중요한 역할은 [[세포전위]]를 유지하는 것이다.</p>
<p> </p>
<h2>유동 모자이크</h2>
<p> 세포막의 기본 구성 및 구조는 다른 [[세포소기관]]을 감싸는 막과 동일하다. 세포막은 [[이중 지방층]]이라는 두 겹의 [[인지질]]로 구성되어 있으며, 세포막은 <em>유동 모자이크</em> 구조로 설명된다. 유동 모자이크란 지질이 자유롭게 떠다니는 2차원적인 흐름을 의미하며, 내부에는 세포막을 가로지르는 통로 혹은 [[수용체]]로 작용하는 [[단백질]]을 가지고 있다. 이러한 세포막 모형은 1971년 S.J. Singer가 지질 단백질 모형을 제안하고, 1972년 G.L. Nicolson과 함께 유동 특성을 제시함으로서 확립되었다.</p>
<p>대개의 단백질이 세포막 내부에 존재하거나 내부에 걸쳐 있는 것에 반해, 일부 단백질은 세포막에 단순히 부착되어 있다. [[당단백질]]은 세포 외부 영역에 [[탄수화물]]이 붙어있다. 세포는 세포막의 유동성을 유지하기 위해서 지질의 종류 및 양을 다양하게 변화시킨다. 이중층 내부에 있는 [[콜레스테롤]] 분자([[진핵세포]]의 경우)나 [[hopanoids]]([[원핵세포]]의 경우)는 유동성을 유지시켜주는데 도움을 준다.</p>
<p><a name=".EC.9E.90.EC.84.B8.ED.95.9C_.EA.B5.AC.EC.A1.B0"></a></p>
<h2>자세한 구조</h2>
<p>사실 세포막 내부의 모든 지방 분자는 자유롭게 확산할 수 있다는 의미에서의 유체가 아니다. 즉 [[카베올라]]등은 세포막 영역에 상대적으로 고정되어 있으며, 많은 [[단백질]]의 경우는 확산하지 않는다. [[세포골격]]은 세포막을 지지하면서 세포막 내부 단백질을 고정시키고, 특정한 면으로 향하게 해주며, 또한 단백질이 세포막 내부에서 움직일수 있는 범위를 제한해준다. 세포막 표면은 항상 형태 없이 움직이는 유체가 아니라, 어느정도의 구조를 보여준다. [[시냅스]]는 보다 구조적인 세포막의 예이다.</p>
<p> 새로운 물질은 다음과 같은 여러가지 방식에 의해 세포막에 포함되거나 혹은 제거된다. 첫째, 세포간의 [[소포]]의 융합은 소포 내부 물질을 분비할 뿐만 아니라 소포막의 물질을 세포막에 포함시킨다. 세포막은 훗날 소포가 되는 수포를 형성하기도 한다. 둘째, 세포막이 관상 구조를 가지고 있다면, 관으로부터의 물질은 세포막속으로 흡수될 수 있다. 셋째, 비록 세포막 내부에 수성물질의 농도가 낮다고 하더라도(안정된 세포막 구성물은 물에 잘 녹지 않는다), 이러한 수성물질에서 분자 교환이 가능하다. 위 모든 경우에 있어, 세포막의 장력은 물질의 교환 비율에 영향을 미친다. 일부 세포에 있어서, 특히 매끈한 형태를 가지는 세포에 있어, 세포막의 장력 및 면적은 각각 탄력성 및 유동성과 관련이 있다. 시간에 대한 연관성은 "항상성"이라고 하며, 즉 시간에 대해 면적이나 장력이 얼마나 일정한가를 의미하는 것이다.</p>
<p><a name=".EC.84.B8.ED.8F.AC.EB.A7.89_.ED.88.AC.EA.B3.BC_.EC.88.98.EC.86.A1"></a></p>
<h2>세포막 투과 수송</h2>
<p> [[이중 지방층]]인 세포막은 반투과성을 지닌다. 이는 일부 분자만이 세포 내외로 수송될 수 있다는 것을 의미한다. 이렇게 통과가능한 분자는 작거나 혹은 [[친유성]]이어야 한다. 다른 분자는 특정한 수송 분자가 있을 경우에만 세포막을 통과할 수 있다.</p>
<p> 분자에 따라, 수송은 다른 방식으로 일어나며, 크게 [[아데노신삼인산]][[ATP]] 형태로 존재하는 에너지를 소모하는지의 여부에 따라 [[수동수송]]과 [[능동수송]]의 두 가지로 나눌 수 있다.</p>
<p><a name=".EC.88.98.EB.8F.99.EC.88.98.EC.86.A1"></a></p>
<h3>수동수송</h3>
<p> [[수동수송]]은 화학 물질이 세포막을 통해 운반되는 방법이다. [[소수성]](疏水性)(비극성) 혹은 작은 극성 분자는 [[확산]]을 통해 운반되며, 극성 및 이온 분자의 [[촉진확산]]의 방식으로 운반된다. 또한 [[삼투]]의 형태로도 운반된다. 이러한 과정은 특정한 분자를 통과시키거나 붙잡고 있을 수 있는 [[운반 단백질]]에 의존한다. 능동수송과는 달리, 이 과정에서는 [[아데노신 삼인산]]등의 화학 에너지를 사용하지 않는다.</p>
<p><a name=".EB.8A.A5.EB.8F.99.EC.88.98.EC.86.A1"></a></p>
<h3>능동수송</h3>
<p> [[능동수송]] 과정에 있어 분자는 일반적으로 농도 기울기에 반해서 수송되며, 이는 엔트로피 법칙으로 볼 때 일반적이지 않다. 이러한 역방향의 수송 과정은 아데노신 삼인산([[ATP]])의 [[가수분해]]에 의해 일어나게 된다. 두 가지의 능동수송이 가능한데, 주된 방법은 운반체가 ATP를 가수분해 여분의 에너지를 이용하여 수송하는 것이다. 두번째 방법은 순방향으로 수송된 다른 분자로부터 뽑아낸 에너지를 다른 분자를 역방향으로 수송하기 위해 사용하는 것이다. 이 두 분자의 이동 방향은 같은 방향일수도 다른 방향일수도 있다.</p>
<p> [[동물]] 세포에서, 세포막은 이러한 역할을 홀로 수행하는 반면, [[효모]], [[세균]], [[식물]]에서는 [[세포벽]]이 최외곽 경계를 형성하며, 물리적인 방호력을 제공한다. 세포막은 대략 10 나노미터 두께이며, [[투과 전자 현미경]]으로 희미하게 구분할 수 있다. 세포막의 또 다른 중요한 역할은 [[세포전위]]를 유지하는 것이다.</p>
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<h2>유동 모자이크</h2>
<p> 세포막의 기본 구성 및 구조는 다른 [[세포소기관]]을 감싸는 막과 동일하다. 세포막은 [[이중 지방층]]이라는 두 겹의 [[인지질]]로 구성되어 있으며, 세포막은 <em>유동 모자이크</em> 구조로 설명된다. 유동 모자이크란 지질이 자유롭게 떠다니는 2차원적인 흐름을 의미하며, 내부에는 세포막을 가로지르는 통로 혹은 [[수용체]]로 작용하는 [[단백질]]을 가지고 있다. 이러한 세포막 모형은 1971년 S.J. Singer가 지질 단백질 모형을 제안하고, 1972년 G.L. Nicolson과 함께 유동 특성을 제시함으로서 확립되었다.</p>
<p>대개의 단백질이 세포막 내부에 존재하거나 내부에 걸쳐 있는 것에 반해, 일부 단백질은 세포막에 단순히 부착되어 있다. [[당단백질]]은 세포 외부 영역에 [[탄수화물]]이 붙어있다. 세포는 세포막의 유동성을 유지하기 위해서 지질의 종류 및 양을 다양하게 변화시킨다. 이중층 내부에 있는 [[콜레스테롤]] 분자([[진핵세포]]의 경우)나 [[hopanoids]]([[원핵세포]]의 경우)는 유동성을 유지시켜주는데 도움을 준다.</p>
<p><a name=".EC.9E.90.EC.84.B8.ED.95.9C_.EA.B5.AC.EC.A1.B0"></a></p>
<h2>자세한 구조</h2>
<p>사실 세포막 내부의 모든 지방 분자는 자유롭게 확산할 수 있다는 의미에서의 유체가 아니다. 즉 [[카베올라]]등은 세포막 영역에 상대적으로 고정되어 있으며, 많은 [[단백질]]의 경우는 확산하지 않는다. [[세포골격]]은 세포막을 지지하면서 세포막 내부 단백질을 고정시키고, 특정한 면으로 향하게 해주며, 또한 단백질이 세포막 내부에서 움직일수 있는 범위를 제한해준다. 세포막 표면은 항상 형태 없이 움직이는 유체가 아니라, 어느정도의 구조를 보여준다. [[시냅스]]는 보다 구조적인 세포막의 예이다.</p>
<p> 새로운 물질은 다음과 같은 여러가지 방식에 의해 세포막에 포함되거나 혹은 제거된다. 첫째, 세포간의 [[소포]]의 융합은 소포 내부 물질을 분비할 뿐만 아니라 소포막의 물질을 세포막에 포함시킨다. 세포막은 훗날 소포가 되는 수포를 형성하기도 한다. 둘째, 세포막이 관상 구조를 가지고 있다면, 관으로부터의 물질은 세포막속으로 흡수될 수 있다. 셋째, 비록 세포막 내부에 수성물질의 농도가 낮다고 하더라도(안정된 세포막 구성물은 물에 잘 녹지 않는다), 이러한 수성물질에서 분자 교환이 가능하다. 위 모든 경우에 있어, 세포막의 장력은 물질의 교환 비율에 영향을 미친다. 일부 세포에 있어서, 특히 매끈한 형태를 가지는 세포에 있어, 세포막의 장력 및 면적은 각각 탄력성 및 유동성과 관련이 있다. 시간에 대한 연관성은 "항상성"이라고 하며, 즉 시간에 대해 면적이나 장력이 얼마나 일정한가를 의미하는 것이다.</p>
<p><a name=".EC.84.B8.ED.8F.AC.EB.A7.89_.ED.88.AC.EA.B3.BC_.EC.88.98.EC.86.A1"></a></p>
<h2>세포막 투과 수송</h2>
<p> [[이중 지방층]]인 세포막은 반투과성을 지닌다. 이는 일부 분자만이 세포 내외로 수송될 수 있다는 것을 의미한다. 이렇게 통과가능한 분자는 작거나 혹은 [[친유성]]이어야 한다. 다른 분자는 특정한 수송 분자가 있을 경우에만 세포막을 통과할 수 있다.</p>
<p> 분자에 따라, 수송은 다른 방식으로 일어나며, 크게 [[아데노신삼인산]][[ATP]] 형태로 존재하는 에너지를 소모하는지의 여부에 따라 [[수동수송]]과 [[능동수송]]의 두 가지로 나눌 수 있다.</p>
<p><a name=".EC.88.98.EB.8F.99.EC.88.98.EC.86.A1"></a></p>
<h3>수동수송</h3>
<p> [[수동수송]]은 화학 물질이 세포막을 통해 운반되는 방법이다. [[소수성]](疏水性)(비극성) 혹은 작은 극성 분자는 [[확산]]을 통해 운반되며, 극성 및 이온 분자의 [[촉진확산]]의 방식으로 운반된다. 또한 [[삼투]]의 형태로도 운반된다. 이러한 과정은 특정한 분자를 통과시키거나 붙잡고 있을 수 있는 [[운반 단백질]]에 의존한다. 능동수송과는 달리, 이 과정에서는 [[아데노신 삼인산]]등의 화학 에너지를 사용하지 않는다.</p>
<p><a name=".EB.8A.A5.EB.8F.99.EC.88.98.EC.86.A1"></a></p>
<h3>능동수송</h3>
<p> [[능동수송]] 과정에 있어 분자는 일반적으로 농도 기울기에 반해서 수송되며, 이는 엔트로피 법칙으로 볼 때 일반적이지 않다. 이러한 역방향의 수송 과정은 아데노신 삼인산([[ATP]])의 [[가수분해]]에 의해 일어나게 된다. 두 가지의 능동수송이 가능한데, 주된 방법은 운반체가 ATP를 가수분해 여분의 에너지를 이용하여 수송하는 것이다. 두번째 방법은 순방향으로 수송된 다른 분자로부터 뽑아낸 에너지를 다른 분자를 역방향으로 수송하기 위해 사용하는 것이다. 이 두 분자의 이동 방향은 같은 방향일수도 다른 방향일수도 있다.</p>