프로토플라스트
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1. 본문
프로토플라스트(Protoplast)는 세포벽이 제거된 세포를 의미하며, 한국어로는 원형질체라고도 합니다. 1880년 한슈타인이 처음 사용한 용어입니다.
프로토플라스트의 정의 및 특징:
- 세포벽 제거: 식물, 세균, 곰팡이(균류) 세포 등에서 세포벽을 인위적으로 제거한 세포입니다. 세포벽은 기계적, 화학적, 또는 효소적 방법을 통해 제거할 수 있습니다.
- 세포막 존재: 세포벽은 제거되었지만, 세포막(원형질막)은 그대로 남아있어 세포의 내용물을 유지합니다.
- 삼투압: 세포벽이 없어 외부 환경에 민감하며, 특히 삼투압 변화에 취약합니다. 따라서 고농도의 당, 당알코올, 무기염 등의 용액에 보관하여 세포 파괴를 방지합니다.
- 활용 분야:
- 세포 융합: 서로 다른 종의 세포를 융합하여 새로운 품종을 개발하는 데 사용됩니다.
- 유전자 도입: 유전자, 항체 등을 세포 내로 직접 주입(micro injection)하는 데 사용됩니다.
- 세포 내 소기관 분리: 세포막을 온화한 조건에서 파괴하여 세포 소기관이나 핵을 분리하는 데 이용됩니다.
- 유전자 변형: 아그로박테리움법, 프로토플라스트법 등을 통해 유전자 변형 생물(GMO)을 만드는 데 활용됩니다.
- 화장품: 탈분화 식물 프로토플라스트 내에 활성 물질을 인입하여 화장료 조성물에 사용하기도 합니다.
참고:
- 식물 세포의 경우, 프로토플라스트는 배양 조건에 따라 세포벽을 재생할 수 있습니다.
- 동물 세포는 세포벽이 없으므로, 프로토플라스트와 세포를 엄격하게 구분하지 않습니다.
- 규범 표기는 '프로토플래스트'이지만, '프로토플라스트'도 널리 사용됩니다.
| 프로토플라스트 | |
|---|---|
| 세포질 | |
| 정의 | 세포 내에서 핵을 제외한 모든 부분을 가리키는 용어이다. |
| 구성 요소 | 세포기질 세포 소기관 세포 내 봉입물 |
| 역할 | 세포의 생명 유지에 필요한 다양한 생화학적 반응과 물질 이동을 담당한다. |
| 역사 | |
| 발견 | 1880년 J.L. 폰 한슈타인이 처음 사용하였다. |
| 초기 인식 | 초창기에는 식물 세포와 동물 세포의 생명 현상을 담당하는 물질로 여겨졌다. |
| 세포질과 원형질 | 이전에는 '원형질'이라는 용어가 세포의 살아있는 내용물 전체를 지칭하는 데 사용되었지만, 이후 세포질과 핵으로 구분되었다. |
| 세포질의 주요 구성 요소 | |
| 세포기질 | 세포질의 액체 성분으로, 물, 이온, 작은 분자, 단백질 등으로 구성된다. 세포 소기관이 분포하는 기반이 되며, 다양한 대사 경로가 일어난다. |
| 세포 소기관 | 세포 내에서 특정한 기능을 수행하는 구조체이다. 미토콘드리아, 리소좀, 골지체, 소포체 등이 있다. |
| 세포 내 봉입물 | 세포 내에 일시적으로 존재하거나 축적되는 물질이다. 저장 물질 (예: 글리코겐, 지질 방울), 색소 과립, 결정체 등이 있다. |
| 세포질의 기능 | |
| 대사 | 세포기질 내에서 해당과정, 펜토스 인산 경로 등 다양한 대사 경로가 일어난다. 세포 소기관 내부 또는 표면에서도 특정한 대사 반응이 진행된다. |
| 물질 수송 | 세포질 내에서 세포 소기관 간, 또는 세포막을 통한 물질 이동이 일어난다. |
| 신호 전달 | 세포 외부의 신호가 세포막 수용체를 통해 세포질 내로 전달되어 세포 반응을 조절한다. |
| 세포 운동 | 세포질 내의 액틴 필라멘트, 미오신 등의 단백질이 상호작용하여 세포 모양 변화와 운동을 유발한다. |
| 추가 정보 | |
| 세포질의 중요성 | 세포의 생존과 기능에 필수적인 다양한 역할을 수행하며, 세포의 항상성을 유지하는 데 기여한다. |
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