멜라닌소체
"오늘의AI위키"의 AI를 통해 더욱 풍부하고 폭넓은 지식 경험을 누리세요.
1. 개요
멜라닌소체는 지름이 최대 500nm에 달하는 세포 소기관으로, 멜라닌을 합성하고 저장하는 역할을 한다. 멜라닌소체는 이중 지질 막으로 둘러싸여 있으며, 멜라닌 합성 효소에 의해 멜라닌을 생성한다. 멜라닌소체는 세포 내 이동성을 가지며, 자외선으로부터 세포를 보호하는 역할을 한다. 일부 동물에서는 호르몬에 반응하여 색상 변화를 일으키는 데 기여하며, 화석 연구를 통해 고대 생물의 색상을 추정하는 데 사용되기도 한다.
더 읽어볼만한 페이지
- 멜라닌 - 백색증
백색증은 멜라닌 생합성 유전적 결함으로 멜라닌 색소가 부족하여 피부, 털, 눈 등의 색이 옅어지는 선천성 질환이다. - 멜라닌 - 티로시네이스
티로시네이스는 산소 분자를 사용하여 페놀 화합물을 산화시키는 효소로, 멜라닌 생성, 상처 치유 등 생물학적 기능에 관여하며, 식품 및 화장품 산업에서 억제제 연구가 활발히 진행되고 유전자 돌연변이는 유전 질환을 유발할 수 있다. - 세포소기관 - 소포 (세포)
소포는 막으로 둘러싸인 작은 주머니 모양의 구조물로, 세포 내 물질 수송, 소화, 분비, 세포간 신호 전달, 세포 외부 물질 소화 및 배출 등 다양한 기능을 수행하며, 특히 세포외소포체는 질병과의 연관성으로 주목받고 있고, 클라트린, COPI, COPII, SNARE 단백질 등이 소포 형성 및 수송에 관여한다. - 세포소기관 - 세포막
세포막은 세포질을 둘러싸고 세포 내외부 환경을 구분하는 선택적 투과성 막으로, 인지질 이중층과 단백질, 탄수화물로 구성되어 물질 수송, 세포 형태 유지, 세포 간 신호 전달, 세포 접합 등의 기능을 수행하며, 유동 모자이크 모델로 설명된다.
멜라닌소체 | |
---|---|
개요 | |
발견 위치 | 동물 세포 |
기능 | 멜라닌의 합성, 저장 및 수송 |
상세 정보 | |
역할 | 멜라닌 생성 멜라닌 저장 멜라닌 운반 |
관련 질병 | |
관련 질병 | 알비니즘 (백색증) 멜라닌 세포 |
2. 구조
멜라닌소체는 비교적 큰 세포 소기관으로, 지름이 최대 500nm에 달한다.[1] 이중 지질 막으로 둘러싸여 있으며, 일반적으로 둥글거나 소시지 모양, 또는 시가 모양을 하고 있다. 멜라닌소체의 모양은 특정 종과 세포 유형에 따라 일정하게 나타난다.
멜라닌소체는 세포 내에서 타이로시나아제와 같은 특정 효소를 이용하여 큰 멜라닌 중합체를 합성함으로써 색소를 생성한다. 광학 현미경으로 관찰할 수 있을 만큼 충분한 색소가 생성되기 전 단계의 멜라닌소체를 전멜라닌소체(premelanosome)라고 부른다.
일부 멜라닌세포에서 멜라닌소체는 세포 내에서 정적인 상태를 유지한다. 그러나 다른 멜라닌세포에서는 세포 표면이 가짜발(pseudopodia)과 같은 일시적인 돌기를 길이 방향으로 확장하여 멜라닌소체를 세포 중심부에서 멀리 이동시킬 수 있다. 이를 통해 세포의 빛 흡수 효율을 높인다.
많은 종의 물고기, 양서류, 갑각류, 그리고 파충류에서 멜라닌소체는 호르몬이나 신경의 조절에 반응하여 세포 내에서 매우 활발하게 이동할 수 있다. 이러한 이동은 행동 신호나 광보호를 위해 눈에 보이는 체색 변화를 일으킨다.
2008년, 중국의 고생물학자 쉬싱은 쥐라기 (2억~1억 5천만 년 전)부터 신생대 말기와 제3기 (6600만~200만 년 전)에 이르는 지층에서 화석화된 깃털을 발견했다. 이 깃털에는 탄소 잔류물이 보존되어 있었는데, 이전에는 깃털 조직을 분해하는 박테리아의 흔적으로 여겨졌으나, 실제로는 화석화된 멜라닌소체의 미세한 유기적 흔적임이 밝혀졌다. 이러한 구조 중 일부는 깃털과 털 조직에서 나타나는 무지개빛 구조색을 여전히 유지하고 있었다.
[1]
논문
Melanosomes at a glance
전자 현미경으로 관찰하면 특징적인 초미세 구조 또는 미세 구조를 볼 수 있는데, 이 구조는 멜라닌소체의 성숙도에 따라 변화한다. 연구 등의 편의를 위해 발달 단계를 Stage I부터 Stage IV까지 나누기도 한다.
3. 멜라닌 합성
멜라닌소체는 소포체에서 프리멜라노솜 형태로 처음 발생하는데, 이 프리멜라노솜은 아직 멜라닌을 포함하고 있지 않아 광학 현미경으로는 관찰되지 않는다. 이후 타이로시나아제를 비롯한 멜라닌 합성 효소들이 이곳으로 운반되면서 본격적인 멜라닌 합성이 시작된다.
멜라닌 합성에 필요한 효소의 기능이 부족하거나 아예 없는 경우, 다양한 유형의 백색증이 발생할 수 있다. 샤이디악-히가시 증후군이 그 예 중 하나이다.
한편, 멜라닌소체에는 Pmel17이라는 단백질이 풍부하게 존재하는데, 이 단백질은 아밀로이드를 형성하는 것으로 알려져 있다.[12][17] 이렇게 형성된 아밀로이드는 멜라닌이 중합될 때 일종의 주형(template) 역할을 하며, 합성 과정에서 생성될 수 있는 독성 높은 중간 물질들을 가두는 기능을 하는 것으로 추정된다.[17]
4. 멜라닌소체의 이동 및 전달
이러한 가짜발 형성은 '태닝' 과정의 일부로, 자외선에 반응하여 진피 멜라닌세포에서 서서히 일어난다. 이 과정은 새로운 멜라닌소체의 생성 증가와 함께, 인접한 각질세포(keratinocyte, 일반적인 피부 표면 세포)로 멜라닌소체를 '공여'하는 현상을 동반한다. 공여는 각질세포가 많은 멜라닌소체를 포함하고 있는 멜라닌세포 가짜발의 끝 부분을 삼키는 방식으로 이루어진다. 이 전달 과정에는 중간 섬유가 관여하는 것으로 알려져 있다.
각질세포로 전달된 멜라닌소체는 세포 내에서 세포질 다이닌에 의해 핵 주변으로 운반된다. 이렇게 핵 주위에 멜라닌소체가 모여 형성된 구조를 멜라닌 캡이라고 부른다. 멜라닌 캡은 각질세포의 핵을 자외선으로부터 효과적으로 보호하는 역할을 한다. 이러한 일련의 변화는 사람이 자외선이나 햇빛에 노출된 후 피부색이 어두워지는 태닝 현상을 유발한다.
5. 동물의 멜라닌소체
일부 물고기 종의 멜라닌소체는 비늘의 색을 결정하는 색소를 가지고 있다. 신호가 전달되면, 분자 모터는 색소를 포함한 멜라닌소체를 세포의 특정 위치로 옮긴다. 다이닌은 멜라닌소체를 세포 중심부, 즉 미세소관의 "마이너스 말단" 쪽으로 모으는 역할을 한다. 반대로, 키네신은 멜라닌소체를 세포 주변부, 즉 미세소관의 "플러스 말단" 쪽으로 분산시키는 역할을 한다. 멜라닌소체가 세포 주변부로 넓게 퍼지면 세포는 더 어둡게 보이고, 세포 중앙으로 모이면 세포는 더 밝게 보인다. 이러한 방식으로 물고기는 광보호 등을 위해 체색을 조절한다.[3]
최근에는 거미에서도 멜라닌소체가 발견되었다.[4]
한편, 문어와 오징어 같은 많은 두족류에서 볼 수 있는 빠르고 화려한 색 변화는 멜라닌소체와는 다른 시스템인 색소포 기관을 통해 이루어진다. 두족류는 색소포의 근육을 조절하여 색소 세포 자체를 변형시킴으로써 색을 바꾼다.[5][6]
6. 화석 연구
이 발견으로 화석의 부드러운 조직, 예를 들어 깃털의 원래 색상과 질감을 밝힐 수 있는 가능성이 열렸다. 예일 대학교의 데릭 브리그스는 "깃털 화석에서 초미세 구조의 발견은 털, 심지어 내부 장기처럼 부드러운 몸체를 가진 화석의 다른 특징을 조사할 수 있는 놀라운 가능성을 열어준다"고 평가했다.[13][14]
멜라닌소체는 베이징 자연사 박물관, 베이징 대학, 예일 대학교, 피바디 자연사 박물관, 애크런 대학교, 텍사스 대학교 오스틴의 연구원들이 참여한 공동 연구를 통해 안키오르니스 헉슬리 화석의 실제 색상을 밝히는 데 활용되었다.[15][16]
또한 멜라닌소체는 브라질 아라리페 분지의 하부 백악기 크라토 지층에서 발견된 ''투판닥틸루스'' cf. ''임페라토르'' 익룡 화석에서도 확인되었다.
참조
[2]
논문
Melanosomes--dark organelles enlighten endosomal membrane transport
[3]
논문
Different strategies for color change
2008-12-30
[4]
논문
Spiders have rich pigmentary and structural colour palettes
2017-05-31
[5]
논문
Cephalopod chromatophores: neurobiology and natural history.
2001-11
[6]
웹사이트
How Cephalopods Change Color
http://www.thecephal[...]
2004
[7]
웹사이트
Feather Fossils Could Yield Dinosaur Colors
http://www.livescien[...]
LiveScience
2008-07-08
[8]
웹사이트
Ancient Bird Feathers Had Iridescent Glow
http://www.foxnews.c[...]
Fox News
2009-08-26
[9]
논문
Plumage color patterns of an extinct dinosaur
http://doc.rero.ch/r[...]
2010-03
[10]
웹사이트
The Real Colors of a Dinosaur Revealed for the First Time
https://gizmodo.com/[...]
Gawker Media
2010-02-08
[11]
논문
Pterosaur melanosomes support signalling functions for early feathers
2022-04-01
[12]
논문
Functional Amyloid Formation within Mammalian Tissue
2005-11-29
[13]
웹사이트
Feather Fossils Could Yield Dinosaur Colors
http://www.livescien[...]
LiveScience
2008-07-08
[14]
웹사이트
Ancient Bird Feathers Had Iridescent Glow
http://www.foxnews.c[...]
Fox News
2009-08-26
[15]
논문
Plumage color patterns of an extinct dinosaur.
[16]
웹사이트
The Real Colors of a Dinosaur Revealed for the First Time
http://gizmodo.com/5[...]
2010-08-02
[17]
간행물
Functional Amyloid Formation within Mammalian Tissue
2005
본 사이트는 AI가 위키백과와 뉴스 기사,정부 간행물,학술 논문등을 바탕으로 정보를 가공하여 제공하는 백과사전형 서비스입니다.
모든 문서는 AI에 의해 자동 생성되며, CC BY-SA 4.0 라이선스에 따라 이용할 수 있습니다.
하지만, 위키백과나 뉴스 기사 자체에 오류, 부정확한 정보, 또는 가짜 뉴스가 포함될 수 있으며, AI는 이러한 내용을 완벽하게 걸러내지 못할 수 있습니다.
따라서 제공되는 정보에 일부 오류나 편향이 있을 수 있으므로, 중요한 정보는 반드시 다른 출처를 통해 교차 검증하시기 바랍니다.
문의하기 : help@durumis.com