세포 이야기
우리 주위에는 눈에 보이지 않는 많은 생물들이 살고 있다. 또한 아메바나 짚신벌레처럼 하나의 세포가 곧 생물인 단세포 생물이 있는가 하면, 사람처럼 수십조개의 세포, 혹은 그보다 훨씬 많은 세포가 유기적으로 결합하여 하나의 개체를 이루는 다세포 생물도 있다. 이러한 생물들의 공통점은 세포가 생명활동의 기본이 된다는 사실이다.
세포이야기
과학자들은 생명단위를 다음과 같은 일을 할 능력을 갖춘 물체라고 개념을 정했다. 자극에 반응하며 영양분을 에너지로 변화시키고 성장을 하며 재생산을 하는 능력이 그것이다. 이것이 바로 세포로서 살아 있는 인체의 최소 구성 요소이다.
육안으로 보면 점만한 크기로 관찰되는 인간의 난자를 제외하면 세포들은 현미경으로나 관찰될 정도로 미세하다. 대부분의 세포들은 1m를 100만분의 1인 미크론으로 표시된다. 하나의 신경세포는 1m 남짓하고 근육세포의 길이도 2.5cm에 이르지만 하나의 세포는 너무 작아 육안으로 관찰되지 않는다.
일부의 세포들은 막대 모양이며 다른 것은 육면체 또는 창모양을 하고 있다. 적혈구는 얇은 접시를 닮았다. 신경세포는 실처럼 길게 뻗어 있다. 얼굴의 세포들은 평평한 보도블럭을 연상시킨다. 세포들은 또한 수명이 각기 다르다. 소장 내벽의 세포들은 36시간이 지나면 죽으며 백혈구는 13일이 수명이고 적혈구는 120일만에 죽는다. 반면 신경세포들은 100년동안 살 수 있다. 피부와 혈액의 세포들을 포함한 많은 세포들은 수명이 짧으며 10시간 내지 30시간 만에 세포분열을 하여 증식한다. 일부 근육세포들은 몇 년에 한 번 밖에 재생산이 되지 않는다. 다른 세포들은 특수한 환경아래서만 증식한다. 예를들어, 간의 8분의 7이 외과수술로 절제될 경우 유사분열이라고 불리는 세포의 분열이 나머지 간세포들로부터 시작되어 기관이 완전한 크기를 회복할 때까지 계속된다. 인체 내에서 가장 전문화된 세포들은 유사분열 능력이 없다. 이러한 세포들 가운데는 뇌 같은 신경계통의 일부 세포들이 포함된다. 일정한 연령이 지나 부상이나 질병으로 신경세포들이 손상될 경우 세포들은 자체 증식이 안되며 영구히 복구되지 않는다.
모든 세포들은 에너지를 생산하고 저장하며 사용하는 능력을 갖고 있으며 일부 세포들은 추가로 고도로 전문화된 기능을 수행한다. 심장세포들은 간세포들과 분명히 다른 역할을 수행한다. 다시 말하면 인체의 내부는 기능의 분화가 이루어져 있는데 이러한 능력이 세포 분화이다.
세포들은 그것들의 특수한 기능이 무엇이든 지간에 대부분 비슷한 구성요소들로 이루어져 있다. 모든 세포는 세포를 둘러싼 점막과 통제 본부의 역할을 하는 핵 그리고 대부분의 세포의 작업이 이루어지는 세포질 덩어리로 이루어져 있다.
거미줄보다 얇으며 반투과성을 지닌 세포막은 단순한 포장지 이상의 기능을 발휘한다. 어떤 면에서 세포막은 공장 정문에 배치된 수위와 비슷하다.
세포막은 다른 세포들을 인식하고 상호작용을 가능케 하며 세포내에 무엇이 출입할 것인지 결정하는 특수한 화학적, 물리적 성질을 갖고 있다. 세포막은 자기가 필요로 하는 물질을 선택적으로 출입시킨다. 세포의 심장부에 위치한 핵은 세포내에서 이루어지는 화학적 반응을 지시하며 공장의 기술 책임자와 같은 역할을 한다. 모든 세포의 핵들은 인체의 유전자를 모두 갖추고 있다. 만약 세포핵을 제거할 경우 세포는 재생산 능력을 상실하며 결국은 세포가 죽는다. 핵을 둘러싼 생명물질은 세포질이라고 불리며 공장의 각 부서들과 유사한 특수한 구조들인 세포기관들을 다수 함유한 액체이다. 이러한 세포기관들은 단백질을 생산시키고 변화시키며 저장하고 세포내의 노폐물을 분해하기도 한다.
세포는 생명활동을 영위하기 위하여 에너지를 공급받아야 한다. 전기가 공장의 동력이 되듯이 생물체 내에서는 ATP라고 불리는 화학적인 복합물질로부터 에너지를 얻고 있다. ATP가 없으면 움직이거나 생각하는 것조차 불가능하다.
모든 세포들은 인체가 섭취하는 음식물로부터 ATP를 생산한다. 동력을 만드는 실제 작업은 세포의 발전소인 미토콘드리아라고 불리는 미세한 세포내 소기관 속에서 주로 이루어진다.
세포는 매우 적은 양의 ATP만 을 보존하며, 세포들은 필요할 경우에 ATP를 만든다. 만약 활동적인 사람일 경우에는 세포들이 매일 그 사람의 체중만큼 ATP를 생산할 것이다. 사람의 몸속에 있는 ATP에 들어있는 화학적 에너지를 전기에너지로 변화시킬 수 있다고 가정해 보면, 100와트짜리 전구 1500개를 1분동안 켜기에 충분한 전기 에너지를 만들 수 있다고 한다.
