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자연과학(PEET)/생명과학 76

[세포생물학] 세포 호흡 : 피루브산 탈탄산 과정과 TCA 회로 특징, 연계 반응 경로(당신생)

이 글에서는 해당 과정의 2, 3번째 과정에 해당하는 피루브산 탈탄산 과정과 TCA 회로에 대해서 다루도록 하겠습니다. 피루브산 탈탄산 과정 피루브산이 단백질을 통해 H+와 함께 미토콘드리아 기질로 유입됩니다. (symport) PDH(피루브산 탈수소효소 복합체)에 의해 CO2가 빠져나가고 아세트알데히드가 형성됩니다. NAD+가 전자를 가져가서 NADH가 됩니다. 조효소 CoA가 결합하여 아세틸CoA가 합성됩니다. TCA 회로 미토콘드리아 내막의 복합체 II는 숙신산 탈수소효소복합체인데, 여기에서 숙신산이 푸마르산으로 바뀌면서 FAD가 FADH2로 바뀌는 반응이 일어납니다. ** 말산의 NADH는 복합체 I에 전자를 전달하기 떄문에 숙신산(FADH2)보다 말산(NADH)의 에너지가 더 높습니다. ** 시..

[세포생물학] 세포 호흡 개관과 해당 과정

세포 호흡 개관 세포 호흡에는 3가지가 존재합니다. 산소 호흡, 무산소 호흡, 발효가 있고 위와 같은 경로가 있습니다. 산소 호흡의 과정 산소 호흡의 과정은 크게 4단계로 분류됩니다. 해당과정은 세포질에서 일어나며 포도당이 g-6-p와 G3P(글리세르알데히드 3 인산)를 거칩니다. 그리고 G3P에서 NAD+가 수소를 가져가면 1,3-BPGA(1,3-비스포스포글리세르산)가 된 후 피루브산으로 분해됩니다. 피루브산 탈탄산과정은 피루브산을 계속해서 산화시켜 CO2를 이탈시킵니다. 시트르산 회로(Kreb's 회로)는 유기물을 완전분해하는 최종 단계입니다. (아세트산을 2CO2로) 전자전달계는 전자를 넘겨받은 NADH와 FADH2가 전자전달계에 전자를 전달한 뒤 그 전자가 이동하는 경로입니다. * 미토콘드리아의 ..

[세포생물학] 세포 호흡 : 포도당의 이동, 이화 작용과 전자 전달의 설명

세포 호흡에서 포도당의 이동 세포 호흡은 혈중에 존재하는 포도당을 이용하여 발생합니다. 근육에 있는 GluT4로 포도당이 들어가면 g-6-p를 거쳐 글리코겐으로 저장합니다. (근육의 저장량이 가장 많음) 소장상피에 있는 포도당은 GluT2를 통해 혈관으로 나갑니다. 간에 있는 GluT2를 통해 포도당을 받아들이면 g-6-p를 거쳐 해당과정을 거치거나 글리코겐으로 저장합니다. 이자의 beta 세포에서도 GluT2를 통해 포도당이 들어가면 해당과정을 통해 ATP가 많아집니다. 그러면 ATP 의존성 K+ 통로를 닫아 K+를 내보내지 않아 탈분극이 일어납니다. 그러면 Ca2+ 채널을 열어 Ca2+를 받고 분비소낭을 방출시켜 인슐린을 분비시키고 이것이 근육의 GluT2를 자극하여 글리코겐을 근육에 저장합니다. *..

[세포생물학] 식물 세포의 세포벽과 원형질연락사 / 동물 세포의 세포외기질과 세포외연접

식물의 세포벽은 외부 농도에 의한 삼투저항성을 가지기 위해 존재합니다. 1차 세포벽에는 유세포, 후각세포, 체관세포(살아있는 세포임)가 있습니다. - 1차 세포벽은 생장 중이므로 성장하는 방향의 수직 방향으로 배열되어 있습니다. 2차 세포벽에는 후벽세포(국소적 과민반응, 혐기성의 뿌리혹박테리아와 관련), 물관세포(죽은 세포임)가 있습니다. - 세포막과 1차벽 사이에 형성되며 카스파리대가 방수의 기능을 합니다. 중엽은 1차 세포벽 사이를 연결하는 점액성의 다당류입니다. 주로 펙틴이 형성하고 있습니다. 원형질연락사는 체관 가까이에 있는 세포와 멀리 있는 세포 사이에 동등한 환경을 위해 세포 사이를 연결해줍니다. 원형질연락사 사이로 소포체가 연결되어 있을 수 있습니다. 크기가 변할 수 있으며 크기가 작은 것들..

[세포생물학] 세포 골격 : 미세섬유, 중간섬유의 구조와 기능

미세섬유의 단위체, 구조, 중합원리 미세섬유의 단위체는 액틴 단량체이며, 2개의 섬유가 얽혀있는 구조를 가지고 있습니다. 미세섬유의 중합원리는 액틴 단량체의 ATP에 의한 안정화이며, 이것은 미세소관과 같기 때문에 + 말단과 - 말단, 신장 그래프 모두 미세소관과 같습니다. 액틴 결합 단백질 액틴 결합 단백질에는 프로필린, 티모신, 핌브린, 교차연결단백질이 있습니다. 프로필린과 티모신의 경우에는 위에서 나온 시간에 따른 자유액틴의 양과 미세섬유의 길이 그래프와 연계되어 문제가 출제됩니다. 프로필린은 액틴이 미세섬유에 결합을 잘하도록 도와주어, 그래프에서 C_c가 왼쪽으로 이동하는 효과를 보입니다. 티모신은 액틴이 미세섬유에 결합을 못하도록 저해시켜 C_c가 오른쪽으로 이동하는 효과를 보입니다. 핌브린과 ..

[세포생물학] 세포 골격 : 미세소관의 구조와 기능 (+ 운동단백질)

미세소관의 단위체, 구조, 중합 원리 미세소관은 세포의 골격을 담당하며 빈 원통 모양을 가지고 있습니다. 단위체는 alpha 단위체와 beta 단위체가 있는데 이 두 개의 단위체가 번갈아가며 연결되어 있습니다. alpha 단위체는 GTP 분해효소의 기능을 가지고 있습니다. beta 단위체는 GTP가 붙어있으면 안정되며, GDP가 붙으면 불안정해집니다. 핵심적인 중합 원리는, GTP 분해속도보다도 부착속도가 빨라 중합이 일어날 수 있다는 것입니다. + 말단과 - 말단 (1) 미세소관의 beta 단위체로 끝나는 말단은 + 말단, alpha 단위체로 끝나는 말단은 - 말단에 해당합니다. (2) 미세소관의 + 말단은 10개 정도의 단위체가 합성될 때 8개가 분해되고, - 말단은 2개가 합성될 때 4개 정도가 분..

[세포생물학] 엽록체, 미토콘드리아의 구조와 특징 + 퍼옥시즘과 글리옥시좀

엽록체 엽록체는 빛 에너지를 이용하여 포도당을 합성하는 세포소기관입니다. 외막과 내막의 이중막 구조로 형성되어 있으며 외막은 물질 투과성이 높습니다. (ATP 합성효소는 내막이 아닌 틸라코이드 막에 존재합니다.) 스트로마에서는 캘빈회로가 돌며 CO2를 당으로 변형시키는 기능을 하고, 캘빈회로효소와 루비스코 큰 단위체 등이 존재합니다. ** 스트로마에는 자기 DNA와 자기 리보솜이 둘 다 존재하기 때문에 전사와 번역이 모두 일어날 수 있습니다. ** 루비스코 큰 단위체는 스스로 생성하며, 루비스코 작은 단위체는 자유리보솜이 합성합니다. 자유리보솜에서 합성한 단백질은 첫 번째 signal을 절단하면서 스트로마로 유입됩니다. (= 루비스코 작은 단위체) 그 다음 두 번째 signal을 절단하면서 틸라코이드 내..

[세포생물학] 세포소기관의 기능과 특징 (핵, 리보솜, 소포체, 골지체, 리소좀, 프로테아좀, 액포)

핵 핵은 이중막 구조를 가지고 있으며, DNA의 전사와 번역의 장소의 구분을 위해서 존재합니다. 외막에는 리보솜이나 소포체가 연결되어 있으며, 내막에는 핵라민 단백질(극성 말단이 없어 늘어나거나 줄어들지 않고 고정)이 모여있습니다. 핵인은 전자밀도가 높아 어둡게 보이는 부분으로, rRNA를 만드는 유전자를 전사합니다. (= 리보솜의 단위체들을 합성) RNA polyemerase I이 작용하면 5.8S, 18S, 28S rRNA가 전사되며, 5.8S와 28S rRNA는 리보솜의 큰 단위체를 구성하고, 18S rRNA는 리보솜의 작은 단위체를 구성합니다. RNA polymerase III가 작용하면 5S rRNA가 전사되며 리보솜 큰 단위체를 구성합니다. 이후 rRNA는 methyl화를 거친 뒤 dimeth..

[세포생물학] 세포 관찰 실험과 원핵세포(그람양성/음성균, 고세균) 특징

파스퇴르 실험 입구가 일자인 플라스크에 영양배지를 넣고 끓인 뒤 방치하면 배지에서 미생물이 번식했으나, 입구가 S자인 플라스크에 영양배지를 넣고 끓인 뒤 방치하면 배지에서 미생물이 번식하지 않았습니다. 이를 통해 세포가 기존의 세포로부터 유래되었다는 생물속생설을 증명하였습니다. (∴ 자연발생하는 생명체는 없음) 세포 크기 세포의 크기의 경우 부피 당 표면적 값을 계산해보면 세포가 작을수록 부피당 표면적 값이 작아지므로 (부피는 반지름의 세제곱에 비례, 표면적은 부피의 제곱에 비례하니까) 외부와의 물질 교환이 원활합니다. 그렇다면 만약 세포의 크기가 크면 이 문제를 어떻게 해결해야 할까요? 세포는 골격섬유를 통해 큰 세포의 구조를 유지하고, 세포 내에 소기관을 만들어서 분업화를 시켜 문제를 해결합니다. 세..

[세포생물학] 효소와 동위효소 / 효소반응속도론과 활성 조절(억제제 등)

시작하기 전에 세포는 대사경로를 통해 분자의 양을 조절할 수 있습니다. 그 중 주목할만한 특징이 다른 자리 조절자인데 이 경우 생성물이 비가역 1단계 효소를 조절하는 것입니다. 그리고 물론 정반응, 역반응에 모두 효소가 관여할 경우 더 정교한 조절이 가능하게 됩니다. 그리고 이 정도 반응식과 효소(반응 장소) 정도는 알아두면 좋을 것 같습니다. 효소의 기능 효소는 생체 촉매로써 화학반응에 필요한 활성화 에너지를 낮추어 반응 속도를 증가시키는 역할을 하는 단백질입니다. (이 때 역반응의 활성화에너지 역시 낮아지므로 반응의 평형상수는 변하지 않습니다.) 기질특이성(효소 종류에 맞는 기질이랑만 결합)이 있기 때문에 단백질의 3차 구조를 인식할 수 있습니다. 일반적으로 효소와 기질 사이의 반응은 다음의 형태를 ..

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