혈액 세포의 일반적 구조-1

혈액 세포의 일반적 구조

세포는 살아 있는 기관으로 구성되어 있는 구조적 단위이다. 많은 세포들은 특수한 기능을 가지고 있으며, 영속적인 그들의 기능을 수행하는데 필요한 많은 구성 요인을 포함하고 있다. 형태, 크기, 기능에 상관없이 대부분의 세포들은 3개의 기본적 성분인 세포질 막 단위, 세포질, 핵 단위로 되어 있다. 이 각 기본 성분들은 구성 요소가 다시 자세히 구별되어 그들의 다양한 기능을 돕게 한다.

세포막(Cell membrane)

세포막은 둘러싸고 있는 환경으로부터 세포 내 구성 요소를 분리하는 반투과성의 바깥쪽 울타리의 역할을 한다. 세포막은 다음의 3가지 기본 기능을 수행한다.

1. 수축과 팽창하여 선택적 투과, 음세포작용, 토세포작용, 이동에 의해 주위 환경과 물질을 서로 교환하게 한다.
2. 세포와 세포의 인식을 촉진하는 호르몬성 신호를 찾아낸다.
3. 세포의 동일성을 제공하는 수용체와 조직 적합성 위치, 혈액형 등을 제공한다. 세포 내에서 발견되는 많은 구성요소들(사립체, 핵, 소포체 등)이 막 계에도 비슷하게 구성되어 있다. 특히 적혈구막은 널리 연구되어 세포막 설명의 예로 사용되고 있다.

세포막은 탄력성과 복귀성이 있어야만 많은 요구를 이룰 수 있는데, 이는 지질층에 유주하는 구형 단백질이 액상 구조를 가짐으로써 이러한 특징을 이룰 수 있다.

막 지질

Phospholipids와 cholesterol 이 두 층으로 배열되어 있다. Phospholipids의 phosphate 끝과 cholesterol의 hydroxyl기가 극성으로 하전 된 친수성(수용성) 지질로 세포막의 내층과 외층의 표면 쪽을 향하여 배열되어 있다. Phospholipids의 fatty acid부분과 cholesterol의 steroid 핵은 비극성으로 하전 된 소수성(비수용성) 지질로 세포막의 중앙부 쪽을 향하여 각각 배열되어 있다. 지단백과 지당분 같은 다른 지질들도 막구조물로 공헌한다.

막 단백질

세포막에 있는 대부분의 단백질은 glycoprotein으로 불리며 지방 이중층 내에 유주하는 것으로 발견된다. 내재성 단백질은 전 지방 이중 층을 가로질러 막의 바깥쪽 아니면 막의 세포질 쪽으로만 관통한다. 이들 통과 막 단백질은 세포의 내부와 환경외부 사이의 소통과 이동의 역할을 한다. 표재성 단백질은 막의 내부 세포질 쪽에서만 발견되며 세포 골격의 형태를 갖추게 한다. 표재성 단백질은 또한 내재성 단백질의 세포질 쪽 끝에 부착되어 구조적 완전성을 유지하기 위한 망상 구조를 형성하며 내재성 단백질을 고정된 위치에 놓여 있게 한다.

막 탄수화물

단백질(glycoprotein)과 지질(glycolipid)과 함께 복합체를 이룬다. 당분 부분은 거의 바깥쪽 세포 표면 넘어 뻗어있어 당의로 불리는 세포의 당분외막을 이룬다. 이 당분의 일부분은 세포와 세포의 인식 기능을 하며, 표면을 음전하화 하고 표면 수용체 장소를 제공하며 또 세포 점착 기능을 한다.

핵(Nucleus)

하나의 세포에는 하나의 핵이 있는 것이 보통이나, 종류에 따라서는 하나의 세포에 2개 혹은 그 이상의 핵이 있는 경우도 있다. 또한 포유류의 a적혈구와 같이 세포 형성의 시기에는 핵이 존재하다가 성숙되면 핵이 없어지게 되는 경우도 있다. 크기는 세포의 종류에 따라 다양하며, 비교적 어린 세포 시기에는 크기가 크나 성숙됨에 따라 작아지는 경향이 있다. 핵은 세포 내에서 가장 큰 기관이며, 세포의 조절 중심부이다. 핵은 DNA의 복사와 전사를 할 수 있는 장소로 DNA를 풍부하게 만들어 가지고 있다.
세포 내에서의 화학적 반응과 세포의 재생산 과정을 책임지고 있다. 핵은 핵산을 포함하고 있기 때문에 염기성 염료에 친화성을 가지고 있다. 핵의 구성 물질로는 염색체, 핵막, 핵인으로 되어 있다.

염색질(Chromatin)

핵산과 2가지형(하나는 음전하인 histones으로, 또 하나는 양전하인 nonhistones로 되어 있다)으로 존재하는 단백질로 구성되어 있다. 염색질은 두 종류로 나눌 수 있다.

1. 이염색질(heterochromatins)은 유전적으로 불활성 영역이며, 훨씬 어둡게 염색된 응축된 응집 괴형으로 표현된다.
2. 진정 염색질(euchromatins)은 확산되어 응축되지 않은 염색질이며 유전적 활성 부분이다. 이 유전물질은 느슨하게 조여 있고 흐린 푸른색으로 염색된다.

핵막(Nuclear envelope)

핵을 둘러싸고 있어 핵의 외투 역할을 하며, 내막과 외막으로 구성되어 있다. 외막은 소포체의 확장으로 연속된다. 내막과 외막 사이의 두께는 대략 50nm로 분벽을 이루며 소포체의 관 강으로 연속된다. 핵막에는 핵공이 관통하고 있어 핵과 세포질 사이의 전달 역할을 한다. 이 핵 공의 수는 세포 성숙에 따라 감소된다.

핵인(Nucleoli)

핵에는 1~6개의 핵인을 가지고 있다. 이 수는 세포에서 생기는 단백질 량과 직접적으로 비례한다. 이 들 소기관에는 RNA와 풀어진 실 모양 안에 리보좀성 RNA, DNA 및 다른 단백질들을 아주 많이 가지고 있다.
핵인은 리보좀의 합성을 위한 장소이다. 리보좀은 두 개의 큰 것과 작은 것의 subunits로 구성되어 있다. 이 subunits는 핵에서 만들어지며, 리보좀성 조립부품이나 단백질 합성을 위하여 핵공을 통하여 세포질로 전달된다.

세포질(Cytoplasm)

세포막 안에 존재하는 세포질성 기질은 균일하고 연속적인 수성 액체로 cytosol이라고 불린다. 이것은 여러 가지의 이름이 붙은 다양한 구조를 갖고 있는 소기관들이 연결하고 기능을 할 수 있도록 하는 환경을 제공한다. 광학 현미경으로 이들 소기관들은 상세하게 관찰될 수 없으나 세포 화학적 수법이나 위상차 현미경 또는 전자현미경을 사용하면 그 내부가 얼마쯤은 잘 관찰될 수 있다. 소기관으로는 소포체, 골기체, 사립체, 리보좀, 리조좀, 특이과립, 공포 및 저장과립들이 있다.

소포체(형질내 세망)

소포체는 세포질 곳곳에서 발견되는 끈모양의 망이며, 편평하게 된 판자, 낭 및 관상의 막으로 나타난다. 소포체는 세포질을 다양한 구획으로 세분한다. 핵 외피의 바깥막은 소포체막으로 계속되며, 막단백질과 지방을 만들고 운반하는 것으로 특수화된다.
조면 소포체 혹은 기저사는 단백질 합성을 하는 리보좀(RNA)의 존재에 의해 바깥 표면이 점점이 박힌 모습을 하고 있다. 세포 내에서 발견되는 소포체의 양은 세포가 요구하는 단백질 생산과 비례한다. 증가된 단백질 합성을 위해서는 더 많은 소포체가 요구된다. 활면 소포체는 리보좀이 부착되지 않고 새로 합성된 단백질을 위한 저장장소로 사용된다. 스테로이드 호르몬 생산과 지방물질의 합성을 위한 장소라고도 암시되고 있다. 리보좀에서 생산된 물질(단백의 아미노산 단위)은 소포체의 내강으로 들어가 최후는 골기체로 운송된다. 일련의 소포나 소낭에서는 효소가 합성되며 이것은 조직화학적으로 증명되고 있다. 소포체의 주된 기능은 단백질 합성과 이 물질의 운송을 행하는 것으로 세포 형에 따라 다양하다.

사립체(Mitochondria)

길이 4nm 폭 0.2nm에 달하는 긴 타원체로 액성의 기질과 이것을 둘러싸고 있는 이중의 한계 내막으로 되어있다. 사립체는 구조적으로 연속된 외측막을 가지고 있다. 이 막과 평행으로 연속된 것은 내측막으로 다양한 간격으로 함입되어 선반 또는 융선모양으로 보이는 내부를 가진다. 내부의 융선을 능이라 부르며 산화효소들이 부착되어 있다. 이 두 개의 막은 화학적으로 달라 내측막은 많은 양의 단백질과 적은 양의 지방을 포함하고 있다. 회선상의 내측막은 세포의 호흡능력을 높이기 위해 표면구역이 증가되어 있다.
사립체의 내부는 사립체성 기질로 알려진, 영양소로부터 에너지를 추출하기 위한 많은 효소를 포함하고 있는 균질한 물질로 구성되어 있다.
사립체는 에너지 생산 반응과 전자 전이-산화반응의 대사과정을 책임진다. 사립체는 TCA회로에 작용하는 효소들을 포함하고 있어 호흡연쇄반응에 의한 산화와 인산화에 관계하고 에너지 화학 화합물 즉, ATP를 합성한다. 사립체 안에서 기술되는 산화계는 krebs cycle, fatty acid cycle, 호흡 chain이다. 사립체에는 단백질, 인산효소, 리보좀 및 DNA가 존재한다.
사립체는 자기 되풀이 능력이 있다. 이 소기관에는 사립체성 분열주기를 위해 자체의 DNA와 RNA를 가지고 있다고 기록되어 있다. 한 세포 당 사립체 수는 100개 이하이거나, 수천개일 수도 있다. 이 수는 세포가 요구하는 에너지양과 직접적으로 연관된다.
사립체는 Wright염색으로는 염색되지 않으나 대신 염색된 세포질에 비해 밝은 인상이나 부정적인 상을 보여주고, 초생체 염색이나 위상차현미경으로도 관찰할 수 있다. 사립체가 활동 과잉상태가 되면 부풀어 올라 푸른 세포질 배경에 비해 짧은 하얀 막대처럼 보인다.