세포로 시작되는 생명
인체를 형성하는 cell(세포)도 human(인간)처럼 성장하고 번식하며 정보를 처리하고 자극에 반응 하며 일련의 화학 반응을 수행하는데, 이러한 능력을 생명이라고 정의한다. Human을 포함한 multicellular organism(다세포 생물)은 10 억 또는 1 조개 정도의 cell을 가진 복잡한 구조로 이 루어져 있는 반면, 하나의 cell로 구성되어 있는 생물도 있다.
그리고 단순한 unicellular organism(단세포 생물)도 이러한 생명 현상을 대표하는 모든 특징을 가지고 있기 때문에 cell을 생명체의 기본 단위로 간주하고 있다. 21 세기에 이르러 cell의 구성, 구조 및 상호 작용에 관한 홍수와 같은 방대한 새로운 연구 결과가 보고되었음에도 불구하고, 아직도 cell을 통해 정보가 어 떻게 전달되는지, cell이 반응하기 위한 가장 적절한 방법을 어떻게 결정하는지 등에 관하여 규명해야 할 많은 연구 분야가 남아 있다.
Molecular cell biology (분자세포생물학)는 biochemistry (생화학), biophysics (생물리 학), molecular biology (분자생물학), microscopy (현미경 관찰법), genetics (유전학), physiology (생리학), computer science (컴퓨터과학) 및 developmental biology (발생생물학) 등 을 접목하는 종합 과학이다.
그리고 각 분야마다 독자적인 중요성과 실험 방법이 있는데, 이들 전 분야에 걸친 과학적 통찰력과 실험적 접근 방법을 기술함으로써, cell의 탄생, 생장, 및 죽음에 관한 다각적인 내용을 소개 할 것이다. 따라서 cell의 다양성, cell의 기본 구성 요소와 주요 기능, 그리고 cell을 연구하는 다양한 방법을 소개하는 것을 시작하고자 한다.
세포의 다양성과 공통성
Cell은 크기와 형태에 있어서 놀랄만한 다양성을 나타낸다(Fig. 1). 예를 들어, amoeba (아메바) 와 rotifer (담륜충)의 동영상에서 볼 수 있듯이, 어떤 cell은 신속하게 움직이고 빠르게 변화하는 구조를 가지고 있으며, 또 다른 cell은 움직임이 크고 느리며 구조적인 면에서 안정된 상태로 존재 한다. 한편, oxygen (산소)는 어떤 cell을 죽이기도 하지만 대부분의 cell에서 필수적인 요소이다.
그리고 multicellular organism 내에서 대부분의 cell은 다른 cell과 서로 매우 밀접한 관계를 이 루고 있다. 비록 몇몇의 unicellular organism은 독립적으로 살아가지만, 일부 unicellular organism은 군집을 이루며 살거나, 다른 생물과 친밀한 관계를 이루면서 살아가고 있다. 즉, 식물 에서 공기 중의 nitrogen (질소)을 고정할 수 있도록 도와주거나, animal의 창자에서 음식물의 소 화를 돕는 bacteria (세균)들과 같은 것들이 그 좋은 예이다.
이와 같은 다양한 차이에도 불구하고 모든 cell은 구조적으로 공통적인 특징을 가지고 있으며, 근본적으로 동일한 방법으로 복잡한 과정을 수행한다. 따라서 본론은 cell에 관한 내용 소개하면서, 다양한 cell 들의 구조와 기능에 대한 유사성 및 상이성에 관한 내용을 분자 수준에서 다룰수 있는 배경적인 지식을 안내할 것이다.
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