생명과학 ② 1-1. 세포의 구조와 특징 (세포 연구 방법)

▎생명과학 ② 1-1. 세포의 구조와 특징 (세포 연구 방법)

[1] 세포의 구조와 특징

세포의 연구방법

세포에 대한 연구는 현미경의 발달과 더불어 발전해 왔다. 특히, 세포분획법, 조직배양법, 자기 방사법 등이 개발되어 발달하면서 세포의 미세구조와 기능들이 밝혀지게 되었다.

1) 전자 현미경의 이용

① 광학 현미경에서 이용하는 가시광선보다 짧은 파장의 전자선을 이용한다.

② 해상력이 광학 현미경보다 약 배나 더 크기 때문에 광학 현미경으로 볼 수 없었던 세포의 미세 구조의 단면을 관찰하는 데 주로 이용된다.

③ 종류

ⓐ 투과 전자 현미경: 표본을 얇게 자른 후 전자선을 굴절시켜 형광판 스크린에 상을 맺게 하여 관찰한다. 세포나 조직 미세 구조의 단면을 관찰하는 데 주로 이용된다.

ⓑ 주사 전자 현미경 : 표본을 자르지 않고 표면에 전자선을 쬐어 반사시킨 상을 얻기 때문에 차원적인 입체 상태로 관찰하는 데 주로 이용된다.

2) 세포분획법 (원심 분획법)

세포기관 등과 같은 세포 안의 구성 요소에 대한 기능과 화학 조성을 조사하기 위해서 만들어졌다. 호모지나이저(균질기)를 사용하여 동식물의 조직을 짓이겨 세포를 파괴하여 얻어지는 현탁액을 호모제네이트라고 한다. 이 호모제네이트 속에서 각 세포 안의 구성요소를 크기, 밀도, 모양 등에 따라 분획한다.

① 원심분획법 : 크기에 따라 세포를 분획하는 방법이다. 원심분획법이란 호모제네이트에 원심력의 세기를 점차 변화시키면서 가하여 큰 세포기관부터 분획하는 것이다. 원심력의 세기가 커질수록 미토콘드리아, 마이크로솜, 리보솜, 리보솜보다 작은 원형질의 과립 성분의 순으로 침전된다.

② 밀도 기울기 원심법 : 원심분해법 보다 좀 더 정밀하게 분획하기 위해서는 밀도의 차이를 이용하는 밀도기울기원심법을 사용한다. 이 방법은 크기가 일정하지 않은 세포기관을 정밀하게 분리하고자 할 때 쓰인다. 세포의 핵은 다른 세포기관에 비해 비중이 매우 크므로 농도가 높은 설탕용액 속에서도 침전하는 성질을 이용하여 분획한다.

③ 벨기에의 생화학자 C.R.드뒤브, 미국의 세포생물학자 A.클로드와 G.E.펄레이드 등은 각각 분획의 결과를 가지고 세포 안의 어떤 구성 요소인지를 밝혀냄으로써 세포분획법을 확립시켰다. 그리하여 년 노벨생리 의학상을 받았다. 세포분획법은 년 미토콘드리아가 분리되면서 발전되기 시작하였다. 이로써 세포의 기능을 중점적으로 연구하는 세포생물학이 널리 퍼지게 되었다.