세포의 발견, 세포의 모양과 크기, 세포의 구조와 기능 및 세포분열에 대해 알아보겠습니다.
세포의 발견
세포는 살아 있는 생물체를 구성하는 최소의 단위로서 생명체에서 일어나고 있는 모든 생명과 관련된 현상은 세포를 바탕으로 이루어집니다. 1665년 영국의 로버트 훅은 코르크 조각을 자신이 만든 현미경으로 관찰하여 작은 상자들이 규칙적으로 나열된 것을 발견하고 이를 세포라 칭하였습니다. 그 후 1831년 영국의 브라운이 핵을 발견하였습니다.
세포의 모양과 크기
세포는 일반적으로 기능, 모양, 크기가 생물체의 부분에 따라 다르며 사람도 몸의 부분에 따라 크기와 형태가 다릅니다. 하지만 세포의 기본적인 구조나 기능은 서로 공통점이 있습니다. 대체로 세포는 동그란 모양이지만 자신의 본 기능에 충실하기 위한 모양을 구성하며 세포의 모양은 생물의 종류와 생물체의 부위에 따라 각각 다릅니다. 예를 들면 백혈구는 부정형, 적혈구는 디스크 모양인 것을 말할 수 있습니다. 세포의 크기도 세포의 종류에 따라 그 크기가 매우 다양하게 나타납니다.
세포의 구조와 기능
모든 생물은 세포라는 기본적인 단위로 구성되어 있는데 모든 세포는 이미 생성되어 있는 세포로부터 생성됩니다. 세포는 모두 세포막으로 둘러싸여 있고, 일정한 형태를 가진 세포소기관이 있는 세포질과 핵으로 구성되어 있습니다. 세포의 종합적인 기능으로는 세포의 합성, 세포의 분열, 단백질의 합성 등이 있는데 세포를 구성하는 핵, 세포막, 세포소기관이 협동작용을 하여 세포의 종합적인 기능이 나타나게 됩니다. 기능에 따른 세포기관의 종류를 보면 물질 합성 관련 세포기관에는 리보솜, 골지체가 있고 물질 분해 관련 세포기관에는 과산화소체 등이 있고 세포 운동 관련 세포기관에는 미세섬유, 미세관, 섬모 등이 있으며 에너지 순환 관련 세포기관에는 엽록체, 미토콘드리아가 있습니다.
핵의 성분과 특징
핵은 성장, 유전, 생식 등을 주도하는 기능이 있고 핵 속에는 세포의 생명 활동을 지배하는 유전물질이 들어있는데 유전정보를 저장하는 DNA를 포함합니다. 따라서 핵은 DNA의 유전정보를 통하여 세포의 증식과 유전과 발생 등을 주도하는 생명 활동의 중심이라 할 수 있습니다. 핵은 세균을 제외한 대부분의 세포에 존재하는데 세포 내에서 가장 크고 뚜렷하게 관찰됩니다. 핵막, 핵질, 염색사 및 핵소체 등 네 부분으로 구성되었으며 핵은 핵막에 의해 세포질과 구분됩니다.
세포막의 구조와 기능
세포막이란 원형질의 둘레를 싸고 있는 얇은 막으로서 외계와 세포질의 경계를 이루는 막으로 선택적 투과성을 갖습니다. 인지질과 단백질의 주성분이고 적은 양의 탄수화물과 지방, 콜레스테롤도 함유하고 있는데 인지질은 핵소체가 포함된 지질로 머리 부분은 친수성이고 꼬리 부분은 수소성 입니다. 세포막은 세포와 바깥 부분과의 경계를 이루며 안쪽 부분 환경을 일정하게 유지하며 항상성을 갖게 합니다. 세포는 막을 경계로 물질교환을 하는데 인접한 세포의 막과 부분적으로 밀착 결합하여 물질이 통과하지 못하게 하기도 하고 특수한 통로를 만들어 작은 분자들을 이동시키기도 합니다. 이러한 선택적 투과성을 가지고 있기 때문에 세포 내 물질이 들어가고 나오는 것을 조절하는 기능이 있습니다.
생명을 유지하기 위해서는 세포 내의 물질 조성을 항상 일정하게 유지해야 하고 세포막을 통한 물질 출입이 끊임없이 이루어져야 합니다. 이러한 역할을 하는 것이 바로 세포막입니다. 생명체는 세포에서 산소나 노폐물과 같은 물질이 세포막을 통해 출입하는데 이러한 물질의 이동은 단순한 확산이나 삼투에 의한 이동만이 아니고 에너지를 소비하면서 적극적인 이동이 일어나게 됩니다. 이러한 물질의 출입에는 에너지를 소비하지 않고 일어나는 수동수송과 에너지를 소비하면서 일어나는 능동수송이 있습니다.
세포질의 작용
세포질은 세포에서 핵을 제외한 나머지 부분을 말합니다. 전자현미경을 이용해야만 볼 수 있습니다. 그리고 세포질 속에 들어있는 미세 구조물들을 세포소기관이라고 하며 세포 내에서 일정한 기능을 수행합니다. 과립상 또는 실 모양의 세포소기관인 미토콘드리아는 주로 내부 호흡에 작용하는 막대기 또는 알갱이 모양의 작은 소기관이고 소포체란 세포 내 물질이동 통로로 주로 세포질 내에 들어있는 한 겹의 막으로 둘러싸인 자루 모양의 그물구조를 말합니다. 또한 리보솜은 단백질 합성과 관련이 있는 세포 내의 리보핵산과 단백질 입자를 구성하는 세포질 소기관을 뜻하고 펩타이드 결합반응에 따라 단백질이 합성됩니다. 골지체는 세포 내에서 합성한 물질을 바깥으로 분비하는 역할을 하며 핵 주위에 위치하여 효소 분비 기능이 활발한 소화샘을 구성하는 세포에 많이 존재합니다. 중심소체는 세포분열 시 가장 활발하게 움직이는 소기관이며 섬모는 운동에 의해서 세포 표면 위의 물질을 이동시키는 역할을 하며 편모는 긴 채찍 모양의 털처럼 된 운동기관입니다.
세포분열
생명체는 성장하고 또 자손을 만들어내는데 어버이 세포가 두 개의 딸세포로 나누어지는 과정을 세포분열이라고 합니다. 세포분열에는 무사분열과 유사분열 그리고 유사분열에 특수한 형태인 감수분열이 있습니다. 유사분열이란 원래 가지고 있던 유전자를 그대로 복사하여 2개의 유전적으로 똑같은 딸세포 형태로 나누어지는 세포분열입니다. 무사분열이란 단순한 세포분열의 형식으로 염색체나 방추 섬유가 형성되어 나타나지 않고 핵이 그대로 둘로 나누어지는 세포의 핵분열로 하등생물이나 병적인 세포에서 볼 수 있습니다. 감수분열이란 생식세포가 성숙할 때 일어나며 반수체 생식세포를 만들기 위한 세포분열로 성숙한 생식세포는 2개로 분리되고 그 후 4개의 반수 체세포가 되는 유사분열의 특수한 형태를 말합니다.