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4.3: 진핵 생물 구획화
목차

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Biology

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Eukaryotic Compartmentalization
 
전사물

4.3: Eukaryotic Compartmentalization

4.3: 진핵 생물 구획화

One of the distinguishing features of eukaryotic cells is that they contain membrane-bound organelles—such as the nucleus and mitochondria—that carry out particular functions. Since biological membranes are only permeable to a small number of substances, the membrane around an organelle creates a compartment with controlled conditions inside. These microenvironments are often distinct from the environment of the surrounding cytosol and are tailored to the specific functions of the organelle.

For example, lysosomes—organelles in animal cells that digest molecules and cellular debris—maintain an environment that is more acidic than the surrounding cytosol, because its enzymes require a lower pH to catalyze reactions. Similarly, pH is regulated within mitochondria, which helps them carry out their function of producing energy.

Additionally, some proteins require an oxidative environment for proper folding and processing, but the cytosol is generally reductive. Therefore, these proteins are produced by ribosomes in the endoplasmic reticulum (ER), which maintains the necessary environment. Proteins are often then transported within the cell through membrane-bound vesicles.

The genetic material of eukaryotic cells is compartmentalized within the nucleus, which is surrounded by a double membrane called the nuclear envelope. Small pores in the envelope control which molecules or ions can enter or leave the nucleus. For instance, messenger RNA (mRNA) exits the nucleus through these pores to take the genetic instructions encoded in the DNA to the ribosomes, where they can be translated into protein.

Organelles can also protect a cell by containing and neutralizing dangerous substances. For example, peroxisomes carry out oxidation reactions that produce hydrogen peroxide—which is toxic to cells—but they also contain enzymes that convert it into harmless oxygen and water. Therefore, compartmentalization allows eukaryotic cells to carry out a variety of different functions that would otherwise be incompatible in terms of their required environments or by-products produced.

진핵 세포의 구별되는 특징 중 하나는 특정 기능을 수행하는 핵 및 미토콘드리아와 같은 막 경계 세포기관을 함유하고 있다는 것입니다. 생물학적 막은 소수의 물질에만 투과할 수 있기 때문에, 세포기관 주변의 멤브레인은 내부에 통제된 조건이 있는 구획을 만듭니다. 이러한 미세 환경은 종종 주변 사이토솔의 환경과 구별되며 세포기관의 특정 기능에 맞게 조정됩니다.

예를 들어, 분자와 세포 이물질을 소화하는 동물 세포의 소세포인 리소좀은 효소가 반응을 촉매하기 위해 더 낮은 pH가 필요하기 때문에 주변 사이토솔보다 더 산성인 환경을 유지합니다. 마찬가지로, pH는 미토콘드리아 내에서 규제되며, 이는 에너지 생산의 기능을 수행하는 데 도움이 됩니다.

추가적으로, 몇몇 단백질은 적당한 접이식 및 처리를 위한 산화 환경을 요구합니다, 그러나 cytosol는 일반적으로 환원합니다. 따라서, 이러한 단백질은 필요한 환경을 유지하는 내시경 망상 (ER)에서 리보솜에 의해 생성됩니다. 단백질은 수시로 막 결합 한 소포를 통해 세포 내로 수송됩니다.

진핵 세포의 유전 물질은 핵 봉투에게 불린 이중 막에 의해 포위되는 핵 내의 구획화됩니다. 분자 또는 이온이 핵에 들어가거나 떠날 수 있는 봉투 대조군내의 작은 모공. 예를 들어, 메신저 RNA(mRNA)는 이러한 모공을 통해 핵을 빠져나와 DNA에 인코딩된 유전적 지침을 리보솜으로 가져가 단백질로 변환할 수 있다.

세포기관은 또한 위험한 물질을 포함하고 중화하여 세포를 보호할 수 있습니다. 예를 들어, 과산화수소는 과산화수를 생성하는 산화 반응을 수행하며, 이는 세포에 독성이 있지만 무해한 산소와 물로 변환하는 효소도 함유되어 있습니다. 따라서, 구획화는 진핵 세포가 그렇지 않으면 그들의 필요한 환경 또는 생산된 부산물의 관점에서 호환되지 않을 다양한 기능을 수행할 수 있게 합니다.


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