1. 세포 막 (cell membrane), 원형질 막 (plasma membrane)
ㅇ (세포 막의 구성)
- 단백질 분자들이 박혀있는, 인지질 이중층으로 구성되어 있음
. 이 곳의 단백질들은,
.. 세포 막과 세포 골격의 고정 (세포의 형태 유지)
.. 이웃 세포와의 접착
.. 선택적 투과성 등의 역할을 함
ㅇ (식물,동물 간 차이)
- 모양 유지,보호 역할 만 하는 식물 세포 벽과는 달리,
- 동물 세포 막은, 물질의 출입 조절이 가능
. 작은 물 분자,전해질 이온 등은 천천히 통과하나,
. 단백질 등의 큰 분자는 통과 못함
2. 세포 막의 모델 : (세포 막의 구성 모델 및 형태)
ㅇ 지질과 단백질로 구성된, 유동 모자이크 모델
- 1972년, 유동 모자이크 모델(Fluid Mosaic Model)을, S.J.Singer, G.L.Nicolson이 제안
. 단단한 구조가 아니라, 유동적이며,
. 단백질과 지질이 막 내에서 자유롭게 이동
. 이는, 세포의 기능과 구조를 유지하는 데 유리
ㅇ 인지질 이중막 : 인지질이 2겹을 이룸 (phospholipid bilayer)
- [외층] (친수성, 소수성) (소수성, 친수성) [내층]
. 극성 친수성 머리(인산기)가 바깥쪽,
. 비극성 소수성 꼬리(지질,지방산)가 안쪽에 숨겨져 있음
- 역할 : 주로, 이온 등 전하를 가진 물질을 통과시키지 않음
3. 세포 막의 기능
ㅇ 물리적인 격리
- 세포내액과 주변의 세포외액을 격리(분리)시키는,
- 물리적인 장벽 역할 (안밖 구분)
ㅇ 물질 이동 (교환)
- 수동 수송 : (확산,삼투 등 농도기울기를 따라 이동)
- 능동 수송 : (에너지를 써서 농도 기울기에 역행 이동)
ㅇ 선택적 투과성 (Selective Permeability) ☞ 아래 4.항 참조
- 지용성 물질 : (통과됨)
- 수용성 물질 : (그대로 통과 못함. 전용 통로를 통해야함)
ㅇ 의사 소통
- 외부 환경 변화를 인지하고, 이에 반응할 수 있는 단백질을 갖음
ㅇ 형태의 유지 보호
ㅇ 세포 내 환경 유지 등
4. 세포 막의 능동 수송 (Active Transport)
ㅇ 특히, 세포막에 `막 단백질`이 함께 붙어 있고, 이 중 `막 관통 단백질`은 다음과 같은 역할 수행
- 이온 채널 (통로 단백질) : 이온의 통과
. 칼슘 이온, 칼륨 이온, 나트륨 이온 등 다양한 이온들을 통과시킴
.. 단백질 이온의 종류나 이온 통과 목적에 따라, 이온 채널의 종류가 달라짐
. 채널은 열고 닫을 수 있게됨
.. 통로가 열렸을 때, 이온의 농도가 높은 쪽에서 낮은 쪽을 항해 이온이 통과됨
. 신경 전달 및 근육 수축에 필수적
- 수송체 (수송 단백질) : 단백질 매개 수송 (주로, 영양 물질의 막 통과)
. 통과 물질과 결합하여, 스스로의 구조를 변화시킴으로써, 막을 통과 함
- 수용체 (정보 수용 전달)
. 특정의 신호 전달 물질(생리 활성 물질)과 결합하여, 외부 신호를 세포 내부에 전달함
- 접착제 (구조 유지)
. 이웃 세포와의 접착을 도움 (세포의 구조 유지)
5. 세포 막의 선택적 투과성 (Selective Permeability)
ㅇ 세포막이 특정 물질만을 통과시키고, 다른 물질은 통과시키지 않는 성질
- 크기, 극성, 전하 등에 따라 어떤 분자는 통과하고 어떤 분자는 차단됩
ㅇ 물질에 따른 투과성 여부
- 투과 가능한 물질 : 작은 비극성 분자(O2,CO2), 지용성 물질 등은 쉽게 통과
- 투과 어려운 물질 : 이온(Na+,K+ 등), 극성 분자, 고분자 물질 등은,
. 막 단독으로는 통과하기 어려우며, 운반 단백질이나 채널(전용 통로)이 필요함
ㅇ 선택적 투과성의 역할
- 영양분 흡수와 노폐물 배출 조절
- 세포 내 이온 농도 유지
- 신경 자극 전달 및 근육 수축 등 생리적 과정 조절 등
6. 세포 막의 전기 현상
※ ☞ 세포막 전기 현상 참조
- 막 전위 : 세포막 안팎의 전기적 전위 차이
- 활동 전위 : 자극에 의해 세포 내부로 양이온(Na+)이 유입되면서 발생하는 순간적 전위 변화
- 휴지 막 전위 : 자극이 없는 상태에서 세포가 유지하는 안정적인 전위