세포질

세포질(cytoplasm)은 세포액(cytosol)이라고 불리는 수용액과 세포골격(cytoskeleton)이라고 불리는 단백질 뼈대로 구성됩니다. 세포액은 이온, 포도당 같은 작은 유기 분자, 단백질과 같은 고분자가 풍부한 걸쭉한 액체입니다. 단백질 합성을 포함한 몇 가지 세포 과정이 세포질에서 일어납니다.

세포액의 성분은 소수성(hydrophobic) 아미노산 측쇄(side chain)가 수용액으로부터 멀어지고 단백질 중심을 향하도록 단백질 접힘(protein folding)을 촉진합니다. 하지만, 노화와 pH, 온도 또는 삼투압농도(osmolarity)의 변화와 같은 세포 스트레스 요인은 단백질의 오접힘(misfolding)을 유발합니다. 잘못 접힌 단백질은 응집해 세포질에 불용성 침전물을 형성할 수 있습니다. 불용성 단백질 응집체는 알츠하이머병, 파킨슨병, 그리고 근위축성 축삭경화증(amyotrophic lateral sclerosis)과 같은 신경퇴행성 질환에 관련되어 있습니다.

세포골격 구성과 기능

진핵 세포골격은 미세소관(microtubule), 미세섬유(microfilament), 중간섬유(intermediate filament), 이렇게 세 종류의 섬유 단백질로 구성되어 있습니다.

가장 큰 유형의 섬유인 미세소관(microtubule)은 튜불린(tubulin) 단백질로 구성됩니다. 미세소관은 가닥 끝에서 튜불린 분자를 추가하거나 제거함으로써 성장하거나 축소할 수 있는 동적 구조입니다. 미세소관은 구조적 안정성을 제공하고 세포 내에서 단백질과 소포(vesicle)의 이동을 위한 길을 제공합니다. 또한 미세소관은 염색체를 세포의 반대쪽 끝으로 인도하는 뼈대를 제공함으로써 세포 분열에서 결정적인 역할을 합니다.

미세섬유는 세포골격 섬유의 가장 작은 유형이며 액틴(actin)이라고 불리는 단백질로 이루어져 있습니다. 액틴섬유(actin filament)는 빠르게 조립 및 분해될 수 있습니다. 따라서 액틴섬유는 아메바와 같은 단세포 생물체의 움직임이나 백혈구가 감염 부위로 이동하는 것을 가능하게 합니다. 액틴섬유(actin filament)는 또 골격근 세포에서 근육 수축을 중재하기 위해 미오신섬유(myosin filament)를 따라 미끄러집니다.

중간섬유는 미세소관이나 미세섬유처럼 역동적이지 않습니다. 중간섬유는 구조적인 지원을 하고 특정한 세포 유형에 기초한 여러 종류의 단백질로 구성되어 있습니다. 예를 들어 머리카락과 손톱의 중간섬유는 케라틴(keratin)을 포함하고 근육 세포는 데스민(desmin)을 포함합니다.