피부를 구성하는 세포의 구조와 기능 및 조직

세포

 세포는 모든 생명체의 구조·기능상의 기본 단위로 생존에 요구되는 기능을 수행하는 살아있는 단위이며 인체는 약 50조에서 106조 개의 세포로 구성되어 있다.

세포의 구조는 세포막, 세포질 그리고 핵의 3부분으로 이루어진다. 각 세포는 항상성을 유지한다.

 

1. 세포의 구조와 기능

세포의 구조

1) 세포막

세포막은 두 줄의 지질층과 단백질, 탄수화물로 구성되어 있다. 지질에는 인지질, 당지질 및 콜레스테롤의 3종류가 있는데 콜레스테롤은 막의 투과성 및 물질이 막을 통과할 수 있는 속도를 좌우한다. 

세포막의 기본 구조는 많은 학설이 있으나 싱거와 니컬슨의 유동모자이크모델이 가장 유력하다. 세포막의 지질층은 물질을 선택적으로 이동시킴으로 지용성 물질은 세포막을 쉽게 통과할 수 있으나 수용성 물질은 세포막을 관통하고 있는 구형단백질의 7A˚크기의 구멍을 통해서만 이동할 수 있다.

세포막을 통한 물질의 이동은 농도 차에 의한 단순확산, 운반체에 의한 촉진확산, 에너지를 필요로 하는 능동적 수송에 의한다. 세포 표면에 부착된 많은 단백질들은 세포막의 각종 감수체로써 약물, 호르몬, 항원, 항체 반응의 감수체가 된다.

 

2) 세포질

세포질은 세포막과 핵 사이에서 세포를 이루고 있는 물질이다.

• 미토콘드리아(사립체) : 사립체는 이중 막으로 된 세포 소기관으로 외막은 부드러우며 내막은 사립체의 내측 공간으로 돌출한 주름들이 지어져 있어 크리스테를 형성하고 있다.
• 리보소옴 : 리보소옴은 단백질과 RNA로 구성된 매우 작은 구형체로 전자현미경적 구조이다.
• 소포체(내형질세망) : 소포체는 세포질 전체에 걸쳐 그물 모양으로 분포되어 있어 내형질세망이라고도 한다.
• 골지체 : 골지체는 오목한 접시 모양의 형태를 이루고 약간의 굴곡이진 납작한 막 구조의 주머니가 여러 개  겹쳐진 형태로 구성되어 있으며 내형질세망과 연결되어 선 분비 기능에 관여한다.
• 리소소옴 : 리소소옴은 소화 효소들을 함유한 구형의 막으로 된 주머니이다.
• 퍼옥시옴 : 구조상 리소소옴과 비슷하나 조금 더 크고 불규칙한 형태이며 리소소옴이 가수분해 효소를 함유하고 있는 반면에 퍼옥시솜은 옥시다아제와 카탈라아제 같은 강한 산화효소들을 다양하게 함유하는 막으로 둘러싸인 세포 소기관이다.
• 세포골격 : 세포기관 외에 세포질은 정교한 망상의 섬유들을 보호한다. 이 섬유들은 세포의 운동, 형태의 변화 및 유지, 분비, 정보전달, 세포분열에 관여한다. 세포골격은 세 가지 종류의 필라멘트 구조로 된 단백질 즉, 미세섬유, 미세소관, 중간섬유로 구성되어 있다.
• 편모, 섬모 : 많은 세포는 그 표면에 가늘고 운동성이 있는 원주형의 구조가 하나 또는 그 이상 돌출되어 있다. 이러한 구조는 물질을 이동시키거나 액체배지를 통해 세포의 움직임을 가능하게 한다. 이 구조가 길고 수가 적으면 편모라 하고 짧고 수가 많으면 섬모라고 한다.

3) 핵

핵은 핵막, 인, 염색질 그리고 핵질로 이루어져 있다. 대부분의 세포는 하나의 핵을 가지며 일반적으로 세포 중심에 위치한다.

핵의 주요 기능은 유전정보의 전달과 표현이며 몸에 필요한 단백질을 합성한다. 핵을 둘러싸고 있는 핵막은 250~400A˚ 두께의 이중 막으로 구성되며 핵막 표면을 따라 일정한 간격으로 핵공이 형성되어 있어 이 부위를 통해 핵과 세포질 사이의 물질교환이 이루어진다. 인은 리보소옴 RNA를 합성하는 염색질을 포함하여 리보소옴을 생성하며 단백질 합성이 많이 이루어지는 상태에서 세포의 인은 상당히 커신다. 세포의 분열, 유전정보의 저장과 전달에 관여한다. 염색질은 DNA, 히스톤 단백질, 그리고 적은 양의 RNA와 논히스톤 단백질로 구성되어 있으며 핵막의 안쪽과 인 주위에 존재하는 전자밀도가 높은 과립상 구조물이다.

DNA는 나선형으로 꼬인 뉴클레오티드의 이중 폴리머이며 나선형의 뒷면에는 당과 인이 엇갈려 붙어있다. 또한 DNA는 세포질을 합성하는 효소 단백질의 특성을 규정함으로써 세포 활성을 제어할 뿐 아니라 세포분열 시에는 자가복제 능력이 있다.

 

2. 세포분열

세포분열에 의해 세포증식이 이루어지며 고등동물의 세포분열은 일반적으로 유사분열이다.

세포분열은 크게 핵분열 시 염색체가 형성되는 유사분열과 염색체나 핵 구조의 큰 변화 없이 곧바로 핵분열이 일어나는 무사분열로 나울 수 있으며, 유사분열은 일반적인 세포에서 볼 수 있는 체세포 분열과 생식세포에서만 볼 수 있는 감수분열로 구분할 수 있다.

 

1) 유사분열

유사분열의 과정은 다음의 4기로 나누어진다.

• 전기(Prophase) : 염색질이 모여 염색체가 생성된다. 중심체는 그대로 양분되어 양극으로 이동하며 중심체 사이에 방추사가 형성된다. 핵막과 인이 소실되기 시작한다.
• 중기(Metaphase) : 염색체가 적도 부위에 배열하고 염색체에서 각각의 염색분체를 잇고 있는 동원체가 방추사에 부착된다.
• 후기(Anaphase) : 동원체가 둘로 나눠지고 염색분체도 분리되어 각각의 방추사에 의해 양극으로 이동하는 시기이다.
• 말기(Telophase) : 양극으로 이동한 염색체 주위에 인과 핵막이 형성되면 방추사가 소실되고 세포질분열에 의해 모세포와 똑같은 형태와 기능을 가진 2개의 딸세포가 형성된다.

2) 무사분열

하등동물에서 볼 수 있는 분열로써 염색체나 방추사가 형성되지 않고 핵과 세포체가 다 같이 길게 되었다가 그 중간이 잘룩하게 되어 직접 2개의 세포로 나누어지는 단순한 세포분열 형태이다.

 

3) 감수분열

2회의 분열로 염색체 수가 반으로 줄어드는 특수한 분열 방식으로 생식세포에서만 볼 수 있다.

 

조직

유사한 세포 집단이 모여 조직을 이루며 상피조직, 결합조직, 근육조직, 신경조직으로 구분한다.

 

1) 상피조직

체표나 체강의 표면을 덮고 있는 조직으로 보호, 흡수, 분비, 감각의 기능을 수행하며 구조와 기능에 따라 몇 가지 유형으로 분류할 수 있다.

• 단층편평상피
• 단층입방상피
• 단층원주상피
• 중층편평상피
• 이행상피
• 선상피

2) 결합조직

인체에서 가장 많은 양을 차지하는 조직으로 여러 조직과 기관 사이를 서로 연결하거나 그 간격을 채워 형태를 유지시키고 보호한다. 결합조직은 기질의 성질과 섬유의 형태와 또는 세포 성분과 섬유 성분의 종류에 따라 분류하며 섬유세포, 세망세포, 지방세포, 비만세포, 형질세포, 대식세포 등이 있다.

• 지방조직
• 지지조직
• 액상조직

3) 근조직

수축과 이완에 의한 운동, 자세유지, 열생산의 기능이 있다. 근세포는 근섬유라고도 하며 가늘고 긴 액틴과 마이오신이라는 섬유형 단백질로 이루어져 있다. 근조직은 구조와 기능에 따라 골격근, 심근, 평활근으로 분류한다.

• 골격근
• 심근
• 평활근
• 신경조직