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(2) 조면소포체
뉴런은 단백질을 합성함으로써 유전자에 있는 정보를 이용한다.
단백질은 세포질에 존재하는 리보좀(ribosome)에서 합성된다. RNA 전사체가 리보좀(ribosome)에 결합하면, 리보좀이 mRNA의 정보를 해석하여 단백질을 합성한다.
즉, 리보좀은 아미노산을 재료로 이용하여 mRNA에 내장된 청사진으로부터 단백질을 합성하게 된다. 뉴런에는 많은 수의 리보좀이 조면소포체(rough endoplasmic reticulum, rough ER)라고 부리는 막으로 쌓인 구조에 붙어 있다.
조면소포체는 교세포나 다른 비신경세포에 비하여 뉴런에 많다. 사실, 조면소포체는 니슬체로 이미 소개한 바 있다. 이 소기관이 바로 니슬이 100년 전에 소개한 염료로 염색되는 소기관이다.
조면소포체는 뉴런에서 단백질을 합성하는 주된 장소이지만, 모든 리보좀이 조면소포체에 붙어 있지는 않다.
많은 수는 자유롭게 떨어져 있으며, 이를 자유리보좀(free rebosome)이라고 한다. 자유리보좀이 실에 붙어 있는 것처럼 보이는 것이 있는데 이를 폴리리보좀(polyribosome)이라고 한다.
실 형태는 단일 가닥의 mRNA이고 붙어 있는 리보좀이 작용하여 여러 분자의 단백질을 형성한다. 조면소포체와 자유리보좀에서 합성되는 단백질의 차이는 무엇인가? 이에 대해 해답은 단백질의 운명에 달려 있다. 뉴런의 세포질에 위치할 단백질이라면, mRNA가 조면소포체의 리보좀 대신에 자유리보좀과 작용한다.
그러나 세포 또는 소기관에 막에 삽입될 단백질은 조면소포체에서 합성된다. 단백질이 합성되면서 조면소포체의 막을 왕래하여 막에 갇히게 된다. 이는 나중에 배우겠지만 세포막의 특이한 단백질들이 수많은 정보를 전달하는 기능 수행하기 때문이다.
(3) 활면소포체
활면소포체(smooth endoplasmic recticulum: smooth ER)은 소마 세포질의 나머지 부분으로 리보좀이 없는 조면소포체처럼 보인다. 활면소포체는 이질적이어서 분포 위치에 따라 다른 기능을 수행한다.
어떤 활면소포체는 조면소포체와 연결되어 있어서 합성 중인 단백질이 막을 빠져나온 후에 적절히 조립되어 삼차구조를 이루도록 한다. 다른 종류의 활면소포체는 단백질 합성과정에 직접 관여하지 않고 대신 칼슘 같은 세포 내 물질의 농도를 조절한다.{이 소기관은 특히 근육세포에 풍부한데 근소포체(sarcoplasmic reticulum)이라고 한다}
4) 골지체
핵에서 머리 떨어져 있고 막으로 쌓인 디스크 뭉치 모양의 골지체(Golgi apparatus)는 1898년 카밀로 골지가 처음 기술하였다. 골지장치는 세포에서 우체국과 비슷한 역할을 수행한다.
단백질 및 지질 등을 받아들이고, 또한 적절한 위치로 내보내는 역할을 수행하는 것이다. 이곳에서 단백질의 번역 후 변화가 심하게 일어난다. 골지체의 주요 기능 중 하나는 뉴런의 여러 부위 즉, 축삭이나 수상돌기 등으로 단백질을 분류하는 것으로 여겨진다.
5) 미토콘드리아
진핵생물에서 산소 호흡의 과정이 진행되는 세포 속에 있는 중요한 세포소기관이다.
미토콘드리아는 겉모양이 낱알을 닮고 내부 구조가 마치 끈을 말아 놓은 것 같다고 하여 붙여진 이름이다. 기본적인 기능은 여려 유기물질에 저장된 에너지를 산화적 인산화 과정을 통해 생명 활동에 필한 ATP(adenosine triphosphate)의 형태로 변환하는 것이기에 미토콘드리아는 세포의 발전소라고 한다.
보통 세포의 25%의 세포질을 차지하고 있으나 그 크기와 수가 종류와 역할에 따라 다양하다.
소마에 풍부하게 존재하는 소기관 중의 하나가 미토콘드리아(mitochondria)이다. 뉴런에서 소시지 모양의 이 소기관은 약 1㎛ 길이이다. 외막의 안쪽에는 크리스티(cristae)라 불리는 주름진 내막이 있다.
외막과 내막 사이의 공간은 기질(matrix)이다. 미토콘드리아에서 세포호흡(cellular respiration)이 일어난다.
피루브산(당, 단백질과 지방의 분해 산물에서 유래)과 산소가 세포질에서 미토콘드리아로 들어간다. 미토콘드리아의 안쪽에서 피브루산은 크렙스 회로(Krebs cycle: 독일계 영국인 Hans Krebs가 1937년 처음으로 제안)라고 불리는 복잡한 생화학 반응경로를 거친다.
크렙스 회로의 생화학 산물은 크리스티 내에 존재하는 또 다른 반응경로(전자전달계; electron-transport chain)를 거쳐서 ADP에 인산을 붙여서 세포의 에너지원인 ATP(adenosine triphosphate)를 합성한다. 미토콘드리아는 흡수한 피브루산 한 분자에서 17분자의 ATP를 합성한다.
ATP는 세포의 에너지 통화이다. ATP에 저장된 화학에너지는 뉴런의 대부분의 생화학 반응에 에너지를 공급한다. 뉴런 세포막에 있는 특수한 단백질이 ATP를 ADP로 분해함으로써 특정 물질들을 막을 사이에 두고 퍼내어 뉴런 안팎의 농도 차이를 형성한다.
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