세포생물학(20)-세포와 세포소기관7

이번 장에서는 세포 안의 세포골격에 대해 알아보겠다. 세포골격에는 크게 세포의 뼈대 역할을 수행하며, 세포를 가로질러서 원거리 물질 수송에 참여하는 미세소관, 세포를 지지해주며 세포 소기관들을 고정하는 중간 섬유, 세포막 근처의 구조를 형성하며 막 근처의 물질 수송에 참여하는 미세섬유가 있다. 미세소관의 특징과 그 예들을 천천히 살펴보겠다. 미세소관의 기본 단위체는 자유 튜불린인 알파 튜불린과 베타 튜불린이 이량체를 이룬 구조이다. 속이 빈 원통 모양으로 미세소관 중합체를 형성한다. (+) 말단과 (-) 말단이 있으며, (+) 말단에는 베타 튜불린이 노출되어있고, (-) 말단에는 알파 튜불린이 노출되어 있다. 중합체 형성 원리를 살펴보자. 시험관에서 실험을 할 때, 시험관 내에 자유 튜불린 농도가 높아야 미세소관이 신장한다. 알파 튜불린, 베타 튜불린 모두 GTP가 붙은 상태일 때 친화력이 높아 미세소관에 결합하며, 일정 시간이 지나면 베타 튜불린의 GTP가 GDP로 가수분해 되어 친화력이 낮은 형태가 된다. 미세소관 말단의 GTP가 가수분해 되기 전에 또 다른 자유 튜불린이 와서 붙으면 계속 신장되며, 동적 평형이 일어날 때까지 신장이 일어난다. 반대로 시험관 내에 자유 튜불린 농도가 낮다면 미세소관이 분해된다. 미세소관 말단의 베타 튜불린 내부 GTP가 GDP로 전환되면 친화력이 낮아지고 자유 튜불린들이 차례로 떨어져 나간다. 동적 평형이 일어날 때까지 분해가 일어난다. 분해가 일어날 때 미세소관 (+) 말단과 (-) 말단의 신장 속도가 다르다. (+) 말단이 (-) 말단보다 신장이 일어나기 위한 임계 농도가 훨씬 낮다. 미세소관 저해제에는 콜히친, 노코다졸 그리고 탁솔이 있다. 미세소관의 예를 몇 가지 들어보겠다. 일단 미세소관은 동물세포의 중심립을 이룬다. 미세소관 다발 두 개가 서로 90도로 놓여있고, 중심립을 복제해 섬모, 편모 형성의 중심부인 기저체를 만든다. 중심립이 두 개가 모여 중심체를 이루는데 간기의 세포에서 핵의 한쪽 측면에 위치한다. 주로 동물세포의 미세소관 형성 중심부 역할을 해낸다. 식물의 세포벽 형성에도 미세소관이 관여한다. 미세소관은 식물 세포의 세포질 겉 부분에 나란히 정렬되는데 막관통 단백질인 셀룰로오스 합성효소가 미세소관을 따라서 이동하면서 세포벽 성분인 셀룰로오스를 합성해 세포벽을 합성한다.