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세포분자생물학 1주차 - Coggle Diagram

- - - - 위상차현미경
        phase-contrast microscopy
        
        살아있는 세포 관찰
        
        밀도차 관찰 가능 → 세포 안 물질 구분 가능 (투명)
        
        염색 없이, inverted하게 관찰
        
        일반적으로 실험실에서 보는 현미경
        inverted phase-contrast microscopy 를 가장 많이 사용
      - 형광현미경
        floresence microscopy
        
        특정 분자에 형광물질을 넣음 (시료를 labeling)
        
        살아있는 세포는 관찰 어려움
        
        green florescent protein (GFP) 발견과 함께 획기적 진전
        (단백질 자체가 형광이라 살아있는 세포 관찰 가능)
        
        응용 - 형광공명에너지전달
        Florescence resonance energy transfer
        
        다른 염료로 표지된 두 개의 단백질이 붙게 되면,
        자극을 줄 때 공명이 일어나 새로운 색이 방사
        
        단백질이 interaction 한다는 뜻
        → 세포 내 신호전달이라 볼 수 있음
      - 명시야현미경
        bright field microscopy
        
        세포를 죽여서 고정, 염색
        
        흐릿하게 보임
      - 공초점현미경
        confocal microscophy
        
        세포의 단면 집중적 관찰
        
        세밀하게 잘 보여서 많이 사용
  - - - 투과전자현미경
        transmission electron microscopy
        
        specimen 고정 후 중금속(니켈 등)으로 염색
        
        원리: 중금속에 의해 전자에 대한 간섭도가 ↑
        
        흑백으로 출력 후 추후 색칠
      - 주사전자현미경
        Scanning electron microscopy
        
        겉모습 출력
        
        동결파쇄 후 fracture 세포의 측면 구성 관찰
  - - - Cell extract
        
        믹서로 chopping 후 homogenizer로 세포와 membrane 을 부숨
      - 원심분리 (centrifugation)
        
        침전물(precipitate)는 빼고 남은건 다시 원심분리)
        
        15000g 10m - organelle (미토콘드리아, 리소좀 등)
        apoptosis 발생 시 이 단계의 supernatant 에서 미토콘드리아가 분비한
        특수한 단백질이 검출
        
        10만g 60m - 원형질막, ER
        
        centrification에는 general, highspeed, ultracentrification 등 존재
        세포분획에는 초고속원심분리 (ultracentrification)필요
        
        800g 10m - nuclei, 약간의 membrane
        
        종류
        
        밀도구배원심분리
        density-gradient centrification
        
        원리 : 설탕과 같은 고밀도 물질 첨가 (농도 차이 이용)
        
        무거운 것은 빨리, 가벼운 것은 천천히 가라앉음
        
        장점 : separation이 잘 됨
        단점 : 매우 빠른 속도로 오랜 시간 돌려야 함
        
        방법
        
        속도원심분리
        velocity centrification
        
        시료를 설탕 농도구배의 상층에 올려놓고 원심분리
        
        서로 다른 입자들이 구분된 띠로 침전
        
        물질 간 차이가 미미할 경우 구분 어려움
        
        너무 오래 하면 다 가라앉아버리므로 시간을 잘 맞춰야 함
        
        평형원심분리
        equilibrium centrifugation
        
        자신의 농도와 맞는 층에 가서 멈춤
        → 시간이 지나도 가라앉지 않는 장점
        
        분자량 차이가 적은 것을 분리
        
        부력 밀도에 기초하여 세포 하부를 분리하는데 사용
        
        원리 : 자신과 같은 밀도의 용액과 같은 평형 위치에 도달할 때까지 가라앉음
        
        20만g 3h - ribosome sediment / supernatant에는 cytosol
  - - - host에 기생하는 parasite (ex T4의 숙주 E.coli)
      - RNA, DNA를 가짐
      - capsid라는 protein coat에 둘러싸여 있음
    - - 박테리오파지 bacteriphage
        
        유전공학적으로 간단하여 DNA sequencing에 많이 사용
      - 레트로바이러스 retrovirus
        
        RNA 게놈을 가지고 있음
        RNA가 DNA로 만들어져서 copy됨
        
        그 후 다시 RNA가 만들어지고 단백질이 만들어져 packing되어 virus 형성
        
        RNA로부터 DNA가 합성될 수 있음을 처음 증
- - - - DNA replication, genetic code 등
      - 다른 세포에 대한 생물학적 반응
      - 암에 대한 연구
      - media를 조절하며 biochemical pathway 연구
    - - 적은 수의 유전자(4300개), 작은 genome
      - 간단한 구조
      - 배양 쉬움 (증식 주기 20분으로 짧음)
      - 분석과 변형이 쉬움
  - - - 진핵세포 연구 기초모델
  - - - E. coli를 급여, agar plate에서 배양
      - 유전자 19,000개 (인간과 거의 비슷)
      - 체세포 수 959개
    - - 다세포 생물의 가장 단순한 생명체 모델
      - lineage가 모두 밝혀져 발생학에서 중요
      - apoptosis 처음으로 발견됨 (체세포 수가 홀수인 이유)
  - - - 비교적 큰 model cell
      - 형질이 눈에 보여 연구에 유리
      - 연구 내용과 유사한 점이 척추동물에서 존재
  - - - 알의 크기가 커서, 유전물질을 분리하거나 투입하여 연구.
        눈으로 볼 수 있어 연구에 유리
    - - 특징적인 점이 많음
        유전적 조작 쉽고 돌연변이 X
    - - 장점
        
        사람과 게놈이 비슷해 gene matching이 쉬움
        
        돌연변이 많음
        
        유전자 조작 쉬움
      - 쓰임
        
        특정 유전자 증폭 처리 후 착상
        ⇒ 특정 유전자 기능 확인
        
        사람에게 직접 적용할 수 있는 케이스 꽤 많음
- - - - 매우 크고 복잡
      - nucleus 존재 (가장 큰 세포 소기관)
      - linear DNA 존재 (replication 할때마다 짧아짐 ⇒노화 발생
      - DNA replication과 RNA synthesis (RNA transcription) 이 일어남
      - 고세균과 진정세균의 유전자가 합쳐져 만들어짐
    - - 진핵세포 내 organelle 은 bacteria와 유사성 있음.
        bacteria 세포가 마치 진핵세포 내에서 사는 것 같다는 설.
      - 대표 예시 : mitochondria, chloroplast
        
        자체 DNA (자기 자신의 component 인코딩, 자가복제 가능)
        
        자체 리보솜 (bacteria와 유사한 ribosome과 ribosomal RNA)
        
        bacteria와 비슷한 크기
        
        bacteria처럼 division을 통한 증식
      - host는 bacteria가 metabolism 해주는 이익
        bacteria는 안전+에너지 대사 위한 물질, 유전물질 제공받음
    - - 단세포 진핵생물
        (unicellular)
        
        yeast
        
        가장 단순한 진핵세포
        
        출아 (budding)하는 종류와 분열 (division하는 것으로 나뉨
        
        paramecium
        
        상대적으로 매우 큼
        
        bacteria나 yeast 포식
        
        병리학적으로 중요 (말라리아, 수면병)
        
        녹조류 chlamydomonas, 아메바 등
      - 다세포 진핵생물
        
        algae
        
        단세포생물들이 모여 다세포생물처럼 되었다?
        
        bacteria도 서로 모이므로,
        그것만으로는 진화를 온전히 설명하기 어려움
        
        약 10-20억년 전 진화
        
        동물세포
        
        혈액세포 blood cell
        
        nerve cell (neurons)
        
        배양이 어려움
        
        섬유아세포 fibroblast
        
        표피세포 아래에 존재
        
        bone, adipose tissue 등 느슨한 결합 조직
        
        가장 배양을 많이 함
        
        근육세포 muscle cell
        
        상피세포 Epithelial cell
        
        fruit body (자실체) 형성
  - - - 특수한 환경에서 서식
      - 산업적으로 연구됨 (ex Taq polymerase)
      - eubacteria 보다는 진핵세포에 더 가까움
      - 원핵세포가 아닌 자체적인 카테고리로 분류하기도 함
    - - 대표 생물
        
        남조류 (cyanobacteria)
        
        특징
        
        가장 크고 복잡한 prokaryotic cell
        
        대부분 광합성 가증
        
        대장균 (Escherichia coli, E. coli)
        
        특징
        
        가장 많이 알려진 원핵세포
        
        산업적으로 중요, 분자생물학의 기초
        
        가장 간단하고 연구하기 쉬운 실험 모델, 그람 음성균의 모델
        
        구조
        
        세포벽 : peptidoglycan (polysaccharide와 peptide가 중합된 것)으로 구성 (페니실린이 작용하는 부분, bimembrane 사이 뼈대 구성)
        
        원형질막 (plasma membrane) : 세포벽 안에 존재, phospholipid bilayer, bimembrane 구조, 단백질과 함께 존재
        
        핵양체 (nucleoid) : 비막성 구조, single circular DNA를 가짐 (약 460만 base pair)
        
        리보솜 : 약 3만개 존재
      - 특징
        
        크기 : 매우 작음 (1-10μm)
        
        DNA : 60만-500만 base pair
        약 5천 개 단백질 코딩