놀면서 공부하기

이번 포스트에서는 은행의 특징, 활용방안, 그리고 관련된 생물학적인 사항들에 대해 알아볼게요.    은행나무(Ginkgo biloba)는 중국 원산의 낙엽성 겉씨식물이에요. 고대부터 중국과 일본의 사찰 정원에서 재배되어 왔고, 현재는 전 세계적으로 곰팡이와 해충에 강한 관상수로 주목받고 있어요. 은행나무는 추운 날씨를 잘 견디고, 대부분의 겉씨식물과 달리 도시 지역의 열악한 대기 환경에서도 생존할 수 있는 능력이 있어요. 하지만 널리 재배되고 있음에도, IUCN 적색리스트에 멸종위기종으로 등록되어 있으며, 전세계적으로 야생에서는 점점 그 서식지가 위협받고 있는 상황이에요.    은행나무는 겉씨식물 문(Ginkgophyta)에 속한 은행목(Ginkgoales)의 유일한 생존 종이에요. 이 목에는 약 2억 ..

이번 포스트에서는 세포 내 신호전달의 기본적인 내용들에 대해 알아보자.  signal transduction을 통해서는 cell이 environment로부터 signal을 받아들일 수 있음. 이 때 signal에 해당하는 것으로는 antigen, hormone, NT, light, touch, pheromone 등이 있음. 이런 signal들이 signal transduction에 의해 전달되면 결과적으로 differentiation, antibody production, growth, sexual cell division, asexual cell division 등의 output이 발생하는 것이 가능함.  흔히 signal들은(물론 아닌 경우도 있지만) ligand를 통해 전달되며, 이 ligand는 ..

이번 포스트에서는 물이 수송될 수 있는 channel인 아쿠아포린(Aquaporin)에 대해 알아보자.   위 그림에 aquaporin의 구조가 나타나 있음. 보면 6개의 transmembrane domain이 있고, 가운데에 짧은 helix 2개가 존재함. 그리고 이 짧은 helix 2개 사이에 NPA(Asn-Pro-Ala) motif가 있어서 이 녀석이 channel로 기능함. 이 NPA motif와 주변부의 amino acid들에 의해서 pore의 size를 2.8옹스트롬으로 만들어버려서 물 이외의 다른 녀석들이 이곳으로 통과하지 못하게 됨. 그 밖에, 물은 원래 서로 hydrogen bond로 연결된 채로 proton hopping에 의해 hydronium ion으로 존재할 수 있음. 그런데 hy..

이번 포스트에서는 지난 포스트에 이어 다른 type의 능동수송에 대해 알아보자.  proton transport and chemical energy of ATP ATP 가수분해로 얻는 에너지를 이용해서 proton을 membrane을 투과해 drive시키는 type의 ATPase가 있는데, 이들을 V-type ATPase라 부름. (다만 앞서 살펴봤던 것처럼 P-type의 일부(stomach에서 작용)도 이런 일을 할 수 있음) 이들은 pH를 control하는데 있어 상당히 중요한 역할을 함. 참고로 V-type에서 V는 vacuole이며, 이는 vacuole 막에 주로 V-type ATPase가 존재해서 vacuole 내부 pH를 낮게 유지시켜주기 때문임.  한편 반대 과정으로 chloroplast나 ..

이번 포스트부터는 능동수송(active transport)에 대해 알아보자.   위 그림에는 active transport의 두 가지 type이 나타나 있음. 보면 primary active transport의 경우 에너지를 직접 써서 특정 물질을 농도구배에 역행해서 운반시키지만 secondary active transport의 경우 에너지를 써서 형성시킨 특정 ion이 농도 구배를 이용해 다른 물질을 간접적으로 이동시키게 됨.  지금부터 active transporter의 종류에 대해 알아보자.  P-type ATPase   처음으로 알아볼 것은 P-type ATPase임. 이 때 P는 phosphorylation을 의미함. 이 녀석은 (a)와 같이 생김. 보면 막관통 부위를 크게 2개로 나눌 수 있는..

이번 포스트에서는 수동수송(passive transport)의 대표적 예시들에 대해 알아보자.  처음으로 알아볼 예시는 glucose transporter임.    위 그림에는 human이 가지고 있는 glucose transporter의 일종인 GLUT1이 나타나 있음. 이 때 blood plasma의 Glucose 농도는 높은 반면 cytosol의 glucose 농도는 낮으므로(cytosol에서는 glucose가 들어오는 족족 바로 소모되어버리므로 당연히 낮은 농도로 존재하고 있을 것) down chemical gradient를 따라 facilitated diffusion되게 될 것임. (이 때 chemical gradient인 이유는 glucose molecule이 일반적으로 uncharged되어있..

이번 포스트에서는 세포막을 통한 수송(transport)에 대해 간단히 알아보자.  우선 앞서 말했던 것처럼 cell membrane은 오직 small nonpolar molecule들에 대해서만 permeable하며, polar molecule의 경우 cell membrane을 통해 그냥 passive diffusion되기 위해서는 수화되어 붙어있는 주변부의 물분자를 다 desolvation해야 하며, 이후 hydrophobic한 region을 통과해야 하기 때문에 이들의 diffusion에는 high activation barrier가 있어서 사실상 잘 일어나지 않음. 이 때 membrane을 통해 수송을 facilitate시켜주는 것이 바로 protein의 역할 중 하나임. 이런 역할을 해주는 pr..

이번 포스트에서는 membrane이 가지는 아주 독특한 구조 중 하나인 membrane raft에 대해 알아보자. membrane raft는 microdomain이라고도 불리며, 다른 membrane에 비해 꽤나 rigid한 특성을 지니므로 L0 phase에 해당한다 할 수 있음.    위 그림에는 membrane raft의 구조가 나타나 있음. 이 raft에서는 특이적으로 cholesterol이 많이 관찰되는데, 그러다 보니 이 부분의 fluidity가 감소되는 효과가 있음. 그리고 이 raft에는 초록색으로 나타나 있는 sphingolipid가 많이 존재하고 있음. (특히 sphingolipid 중에서도 glycosphingolipid가 많음) 이 때 sphingolipid는 일반적으로 다른 gly..

이번 포스트에서는 세포막의 동적 특성에 대해 알아보자. 우선 맨 처음으로 알아볼 것은 lateral diffusion임.    lateral diffusion은 위 그림에서와 같이 membrane lipid가 하나의 monolayer 내에서 diffuse되는 현상을 의미함. 이 현상은 실제로 uncatalyzed되어도, 즉 효소의 도움 없이도 잘 일어나며, 이러한 diffusion은 매우 빨리 일어나서 거의 1µm/s의 속도로 일어남. 이 속도는 사실 어마어마한데, E. coli의 cell size가 1µm인 것을 감안하면 1s만에 cell을 거의 한바퀴 다 돌 수 있는 수준의 속도임. 이런 lateral diffusion을 측정하기 위해 사용 가능한 실험 방법은 많음. 그 중 대표적인 것이 바로 FRA..

이번 포스트에서는 세포막의 물리적 성질에 대해 알아보자.  일단 membrane은 상당히 dynamic하고 flexible한 structure임. 그렇기에 membrane은 실제로 다양한 phase를 동적으로 오갈 수 있음.  한편 membrane은 large polar solute와 ion들은 투과시키지 않으며(일종의 barrier로 기능) small polar solute와 nonpolar compound에 대해서는 어느 정도 투과성이 있긴 하지만 그다지 효과적으로 투과시키지는 않음. 이런 특성은 모두 membrane이 대체로 가지는 hydrophobicity 때문에 발생하는 특성임. 그리고 이렇게 membrane이 barrier의 기능을 하기 때문에 membrane protein이 중요한 것임.  ..