03 세포막과 효소(1)

생명체를 이루는 3요소

- 세포막 : 외부와 안쪽을 구분해주는 역할 

- 물질대사 : (효소)를 사용해 낮은 온도에서도 생명활동이 일어날 수 있도록 도와줌 

- 유전물질 : 번식 

 

✅ 1. 세포막

1) 세포막의 주성분 : 인지질 + 단백질

 

인지질 :

- C, H, O, P로 구성되어있다.

- 머리(인)은 친수성, 꼬리(지질)은 소수성이다.

 

세포막 :

- 인지질 2중층으로 이루어져있다.

- 세포 밖, 세포 안과 직접적으로 닿는 곳은 친수성,  인지질 2중층 내부는 소수성으로 되어있다.

- 콜레스테롤이 있는 경우 동물세포이다.

 

막단백질

- 물질 수송

- 효소의 역할 수행

- 신호전달

 

탄수화물

- 세포 인식을 한다.

- 막단백질과 연결되어있다.

 

2) 세포막의 기능

- 세포의 모양 유지 및 세포 보호

- 물질 출입을 선택적으로 조절

- 세포 밖의 환경에서 오는 신호를 세포안으로 전달

 

 

3) 세포막의 특징 : 유동성, 선택적 투과성

<세포막의 유동성 확인 실험>

1. 서로 다른 색깔의 형광물질로 표지한 막단백질 : 사람 세포(보라색), 생쥐세포(파란색)

2. 세포를 융합시킴

3. 1시간 후 융합세포 : 보라색과 파란색의 막단백질이 고루 섞인 모습 

 

-> 유동 모자이크막 이라 부른다.

 

<선택적 투과성>

- 환경과 상황에 따라서 선택적으로 투과를 시킴

** 반투과성 : 막의 구멍보다 크기가 작은 용매나 용질은 통과할 수 있지만, 크기가 큰 물질은 통과할 수 없는 막

 

✅ 2. 세포막을 통한 물질 출입

**확산 : 농도가 높은 쪽에서 낮은 쪽으로 물질이 이동하며, 분자 운동에 의해 일어나므로 에너지(ATP)가 사용되지 않는다.

 

1) 확산의 종류

단순확산	인지질 이중층을 직접 통과 - 크기가 작고 극성이 없는 물질, 지질 용해도가 큰 물질 - 일반적으로 온도가 높고, 농도 차가 클수록 확산 속도가 빠름. - 에너지를 사용하지 않음. ex) 산소가 세포 안/밖으로 확산되는 현상.(양방향 이동 가능)
촉진확산	세포막의 수송단백질(통로/운반체 단백질)을 통해 이동 - 극성을 띠거나 이온과 같이 전하를 띠는 물질 - 한정된 수의 수송 단백질로 인하여 농도차가 일정 수준 이상이면 확산속도가 일정해짐. - 에너지를 사용하지 않음. * 통로 단백질 : 크기가 큰 물질을 위한 통로 * 운반체 단백질 : 결합부위에 물질을 결합한 뒤 운반하는 역할
능동수송	에너지를 사용해 물질을 한쪽 방향으로 이동시킴 - 세포막의 운반체 단백질에 의해 일어남 - 농도 기울기를 거슬러 농도가 낮은 쪽에서 높은 쪽으로 물질을 이동시킬 수 있음 - 특정 물질의 농도가 세포 안과 밖에서 서로 다르게 유지되는데 이용  ex) Na-K 펌프에 의한 이온 이동, 세뇨관에서 일어나는 포도당의 재흡수

 

 

2) 단순 확산 VS 촉진 확산 속도 비교

단순확산 촉진확산 속도

 

 

3) 삼투

- 용질은 통과하지 못하고 용매(물)는 통과할 수 있는 반투과성 막

- 용매의 농도가 높은 쪽에서 낮은 쪽으로 용매가 이동하는 방식

- 용매의 확산에 의해 일어나므로 에너지가 사용되지 않음

 

*삼투압 : 삼투가 일어날 때 용매의 이동에 의해 반투과성 막이 받는 압력 용액의 농도가 높을수록 크며, 반투과성 막을 경계로 두 용액의 농도 차가 클수록 큼

삼투에 따른 용매의 이동