1. 정의
세포 생물학은 세포의 다양한 구조와 기능을 연구하고 생명의 기본 단위인 세포의 개념에 초점을 맞춘 생물학의 한 분야이다. 세포 생물학은 구조, 세포 기관의 구성, 생리 학적 특성, 대사 과정, 신호 경로, 생명주기, 환경과의 상호 작용을 설명한다. 이 작용들은 원핵 세포와 진핵 세포가 포함하므로 보이지 않는 분자 수준에서 수행된다. 세포의 구성 요소와 세포의 작동 방식을 아는 것은 모든 생물 과학의 기본이다. 그러므로 암 및 기타 질병과 같은 생체 의학 분야의 연구에도 필수적이다. 세포 생물학 연구는 유전학, 생화학, 분자 생물학, 면역학 및 발달 생물학과 밀접한 관련이 있다.2. 세포에 관한 연구
세포의 연구는 분자 수준에서 이루어진다. 그러나 세포 내의 대부분의 과정은 작은 유기 분자, 무기 이온, 호르몬 및 물의 혼합물로 구성된다. 대략 세포의 부피의 약 75-85 %는 물 때문에 용매가 된다. 기질로서 작용하는 세포 내의 분자는 세포가 대사 반응 및 신호 전달을 수행하기에 적합한 환경을 제공한다. 세포의 형태는 생물의 종류에 따라 다르므로 두 가지 범주로 분류된다. 진핵 생물과 원핵생물. 동물, 식물, 곰팡이 및 원생 동물 세포로 구성된 진핵 세포의 경우 모양은 일반적으로 둥글고 구형이지만 박테리아와 고세균으로 구성된 원핵세포의 경우 모양은 구형, 막대기형, 곡선 형 및 나선형이다.3. 세포의 구성
세포 생물학은 미생물학에서 다루는 원핵생물보다는 진핵생물 세포 및 신호 전달 경로에 대한 연구에 더 중점을 둔다. 일반적으로 세포의 분자를 구성하는 주성분은 세포 기관으로 알려진 다른 내부 구획과 함께 자유 유동성 또는 막 결합성의 단백질 및 지질을 포함한다. 세포의 이러한 환경은 분자와 이온의 교환을 허용하는 친수성 및 소수성 영역으로 구성된다. 세포의 친수성 영역은 주로 세포의 내부와 외부에 있고, 소수성 영역은 세포막의 인지질 이중층 내에 있다. 세포막은 무극성 물질로 인해 소수성을 나타내는 지질과 단백질로 구성된다. 따라서 이러한 분자가 세포 내에서 반응에 참여하려면 이 막 층을 통과하여 세포 안으로 들어갈 수 있어야한다. 이 분자들은 삼투압, 확산, 농도 구배 및 멤브레인 채널을 통해 세포에 접근하는 과정을 수행한다. 세포 내부에는 세포 기관이라고 불리는 광범위한 내부 세포막이있는 구획이 있다.4. 세포 소기관
중심체 (Centrosome) - 원핵 모양의 단백질 구조 (중심 구강)와 관련된 쌍으로 미세 소관을 구성하고 진핵 세포에서 세포 분열 중에 유사 분열 방추체를 형성하는 데 도움을 준다.세포막 (원형질막) - 외부 환경으로부터 세포를 분리하고 세포를 보호하는 부분은 물론 세포 내외로 이동하는 것의 양을 조절한다.
세포벽 - 여분의 보호 층 및 구조적 지원을 제공 (식물 세포에서만 발견됨)
엽록체 - 광합성의 주요 기관 (식물 세포에서만 발견됨)
세포 골격, 축사(axoneme)를 갖는 진핵 세포의 장선 구조.
세포질 - 세포 내부의 공간을 대부분 채우는 유체, 화학 반응은 이 젤리 같은 세포질에서도 일어난다.
세포골격 - 세포 내의 단백질 필라멘트 (마이크로 필라멘트, 미세 소관 및 중간 필라멘트)
소포체 – 멤브레인(막) 단백질 합성의 주요 부위
소포체 - 지질 합성의 주요 부위
엔도좀 - 세포내흡입(endocytosis)에 의해 만들어지는 막주머니. 국화과 박테리아, 고세균 및 진핵 생물의 운동성 구조
지질 이중층 - 세포막의 기본 조직 구조
리소좀 (Lysosome) - 세포 폐기물 및 파편을 단순한 화합물로 분해하는 산성 및 소기 세포 (동물 세포에서만 발견됨)
미세융모 - 주변 매질에서 영양분을 흡수하기 위해 세포의 표면적을 증가시킨다.
미토콘드리아 (Mitochondrion) - ATP의 형태로 에너지를 방출함으로써 주요 에너지 생성 기관을 담당한다.
핵 (Nucleus) - DNA로 구성된 염색체를 포함하고 있다. 핵구조는 핵 기능을 지시하는 데 중요하다.
세포소기관 - 진핵세포의 내부에 존재하며 세포의 여러 가지 기능을 분업으로 하고 있는 구조단위.
퍼 옥시 좀 (Peroxisomes) - 기다란 지방산과 다른 분자를 파괴하고 해독하기 위해 산소를 사용하는 아주 작은 기관
리보솜 - 세포에서 단백질 합성에 필요한 RNA와 단백질 복합체
전분 곡물 - 전형적인 식물 세포의 세포질에서 발견되어 식물의 화학 에너지를 저장한다.
액포 - 세포의 수액 또는 기타 저장물질이 들어 있다.
소포 (Vesicle) - 물질을 운반하는 세포 내부의 작은 막 경계의 구체.
5. 세포의 성장
세포의 성장 과정은 세포의 크기의 성장을 말하는 것이 아니라 주어진 시간에 유기체에 존재하는 세포의 수의 밀도를 의미한다. 세포 성장은 세포가 자라고 성장할 때 존재하는 세포의 수의 증가와 관련이 있다. 세포는 모든 유기체의 기초이며, 생명의 기본 단위이다. 그러므로 세포의 성장 및 발달은 숙주의 유지 및 생물체의 생존에 필수적이다. 이 과정에서 세포는 세포 성장, DNA 복제, 세포 분열, 재생, 전문화 및 세포 죽음과 관련된 세포주기 및 발달 단계를 거칩니다. 세포주기는 G1, S, G2 및 M의 4 개의 별개의 단계로 나누어진다. 세포 성장 단계 인 G 단계는 세포주기의 약 95 %를 차지한다. 세포의 증식은 선조 세포에 의해 유발되고 세포는 분화되어 전문화되고, 동일한 유형의 특수화 된 세포가 응집되어 조직을 형성하고 궁극적으로는 장기와 시스템을 형성하게된다. G 상과 S 상 - DNA 복제, 손상 및 수복 -은주기의 계면 부분으로 간주된다. M 단계 (유사 분열 및 세포질 분열)는 주기의 세포 분열 시기이다. 세포주기는 CDK, 키나아제, p53과 같은 신호 인자와 복합체에 의해 조절된다. 예를 들자면 세포가 성장 과정을 끝내고 손상되었거나 변질 된 것으로 밝혀지면 그 세포는 세포 사멸이나 괴사로 죽어 유기체가 생존 할 때 생기는 위험요소를 제거한다.다른 셀룰러 프로세스 [편집]
능동 수송과 수동 수송 - 분자의 세포 내외로의 이동.