진핵세포
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진핵세포 #
진핵세포(eukaryotic cell)는 세포의 핵이 핵막으로 덮여서 세포질에서 분리되어 있고 미토콘드리아, 색소체, 소포체 등의 다양한 분화된 세포소기관을 가진 세포들을 통칭하는 이름이다.
DNA는 히스톤 등의 단백질과 복합체를 형성하여 염색체로서 핵에 존재한다. 세포분열은 유사분열로 일어나고, 원형질유동이 나타난다.
또 세포질에는 소포체, 골지체, 리소좀, 미토콘드리아 등의 세포내소기관을 갖추고 있다. 식물세포에는 엽록체도 존재한다. 세포소기관 중 미토콘드리아나 엽록체는 과거 진화 과정에서 외부의 원핵세포들이 세포 내 공생체로 도입된 경우로 생각되며, 그 외의 소기관들도 각각 특정한 업무를 수행하도록 분화되어 있다.
원핵세포의 DNA와는 달리, 진핵세포의 DNA에는 필요 없는 부분(인트론, Intron)이 대단히 많이 존재하며, 따라서 필요한 부분(엑손, Exon)을 이어서 mRNA를 만들게 된다. 또한 리보솜은 원핵세포보다 큰 80S 같은 원핵세포와는 다른 많은 특징을 나타낸다.
이와 같은 진핵세포로 이루어진 생물을 진핵생물이라 하며, 박테리아나 남조류 등을 비롯한 원핵생물들을 제외한 원생생물계, 동물계, 식물계, 균계 등의 모든 생물들은 진핵생물에 속한다.
Fig.1. 동물세포
출처:google
Fig.2. 식물세포
출처:google
세포 내 공생설 #
거의 모든 진핵생물은 미토콘드리아를 세포소기관으로 가지고 있다. 식물과 조류(Algae)를 포함하는 일부 진핵생물은 미토콘드리아와 함께 색소체라는 세포소기관을 가지고 있으며 미토콘드리아와 색소체5의 염기서열은 핵의 염기서열과 상당히 차이가 나기 때문에 외부의 원핵세포가 고세균에서 진화한 원시 진핵세포로 들어와 공생관계를 형성한 것이 시초로 추정되고 있다.
최근에 색소체 내부공생에 대한 새로운 가설이 발표되었다. 해당 그림은 연구 결과를 통해 제안된 두 가지 내공생 모형을 나타낸 것이다.
진핵세포의 소기관 #
진핵생물은 원핵세포로 이루어진 원핵생물과 달리 DNA상에 단백질합성에 사용되지 않는 인트론이 많이 존재하는데 이것은 진화를 과학적으로 설명하는 부분이다. 더 정확하게는 고균은 일부 인트론을 지니고 있으며 대부분의 세균은 인트론을 지니고 있지 않다. 또한 많은 진핵생물은 원핵생물에 비해 무의미하게 보여지는 반복서열을 매우 많이 지니고 있다. 이는 외부에서 침입한 병원체(Virus)의 흔적이 남아있는 것으로 추정되며 진화의 한 가지 증거로 알려져 있다.
진핵생물의 DNA에 인트론이 많이 존재하는 것은 진화 과정 속에서 종의 분화와 소실 등의 다양한 과정에서 일어난 생물학적인 역사의 증거이자, 앞으로 더욱 진화하여 나갈 때 채워 넣어질 미래로의 영역을 상징하기도 한다.
참고 #
- 진핵생물(위키피디아)
- 생물과학대사전
- Nature article
(https://www.nature.com/articles/s41467-021-22044-z)
