세포공생설 및 원핵세포->진핵세포 과정

우리는 다세포생물입니다.

그리고 우리 몸을 이루는 세포들은 진핵세포로 이루어져 있죠.

그런데 지구에 처음으로 나타난 세포는 원핵세포입니다.

어떻게 해서 원핵세포에서 진핵세포로 진화가 되었을까요?

그것은 세포공생설로 설명할 수 있습니다.

세포내공생설(Endosymbiotic theory)라고 불리기도 하는데

'세포 내공 생성'처럼 들리고 제가 그렇게 오타내는 경우가 많아

그냥 세포공생설이라고 하겠습니다.

세포공생설의 기본적인 정의는

서로 다른 성질의 원핵생물들이 생존을 위해 공존을 모색하다

진핵생물로 진화하게 되었다는 그런 얘기입니다.

그럼 진화하는 과정을 살펴볼까요?

먼저, 바로 세포공생을 하지 않고 그 전에

원핵생물에 있던 단단한 세포벽이 사라집니다.

그리하여 원형질막만 남게 되고 외부 모양이 잘 바뀔 수 있습니다.

그러다 보면 원형질막이 함몰이 되다가 아예 안으로 들어와

핵을 감싸서 핵막이 되기도 하고

핵을 감싸지 않는 것은 소포체나 골지체가 되기도 합니다.

아래 그림에서는 세포벽이 없어지는 과정은 나와있지 않네요.

출처: http://spore.wikia.com/wiki/Planet:Icarus/Science

Content is availabe under CC-BY-SA 라고 되어있어서 가져온 사진입니다.

지금 Prokaryote가 원핵세포고 Eukaryote가 진핵세포이고

endoplamic reticulum는 소포체고 golgi는 골지체입니다.

왜 세포공생을 안 했는데 벌써 진핵세포가 되었냐면

사실 진핵세포의 뜻은 정지핵에서 핵막에 포함된 핵을 가지는 세포니까

벌써 진핵세포라고 말해도 되죠.

여기서 진핵세포들이 서로 살기 위해서 세포공생을 하게 되는데요,

다른 세포 안에서 공생하는 대표적인 것은 미토콘드리아와 엽록체입니다.

미토콘드리아는 호기성 세균에서, 엽록체는 호기성광합성균인

시아노박테리아에서 유래했습니다.

세포 공생을 하려면 먼저 숙주세포가 될 큰 세포가 있어야 합니다.

그러면 미토콘드리아와 엽록체가 숙주세포의 세포막을 통해 숙주세포에게 잡아먹힙니다.

아래 그림을 보시면 그 과정이 위에 핵막과 소포체, 골지체 만드는 것과 유사합니다.

출처: http://ridge.icu.ac.jp/biobk/BioBookCELL2.html

여기서 membrane이 세포막을 뜻합니다.

숙주세포 안으로 들어온 세포가 지금 이중막이 되었죠?

그것은 그 세포 자체의 막과 함몰된 막, 이렇게 2개의 막이

들어온 세포(미토콘드리아나 엽록체)에 있게 되는 것입니다.

그래서 이중막인 핵, 미토콘드리아, 엽록체는

세포막이 함몰되어서 생겼구나...하고 생각하시면 됩니다.

그럼 왜 세포막이 함몰되었을까는 바로 세포공생설 때문이라는 것!

그런데 왜 소포체나 골지체는 단일막이죠?

그건 소포체나 골지체 자체가 함몰된 것이기 때문입니다.

둘다 막구조라는 것이죠.

주머니 모양이라고 하면 될까...

핵이나 미토콘드리아, 엽록체는 그 역할을 하는 무언가,

DNA나 세포가 함몰된 막에 싸인 것이지만

소포체나 골지체는 특정한 역할을 하는 함몰된 막이라고 부르면 되겠습니다.

이해...가시죠??

그런데 왜 굳이 공생을 해서 단일막이 뭐고, 이중막이 뭐고,

세포소기관엔 뭐뭐가 있고 그걸 외우게 하는지 참 궁금합니다.

그건 그냥 안에 들어간 세포는 보호를 받으며 먹이(포도당)을 숙주세포가 제공해주니까

열심히 에너지만 만들면 됩니다.

숙주세포는 에너지를 만들 필요가 없이 보호와 포도당 공급만 하면 됩니다.

일종의 역할 분담인 것이죠.

그게 살기가 더 좋고, 더 이득이니까 그렇게 진화한 것입니다.

저는 세포공생설을 세포소기관을 배울 때 알려줬으면 좋겠습니다.

솔직히 저는 처음 세포소기관을 배울 때

이중막, 단일막 매우 헷갈리고

소포체, 골지체가 꼭 생긴 것이 이중막처럼 생겨서

많이 틀렸었거든요.

하지만 세포공생설을 알면 그걸 외우는 것이 훨씬 쉽잖아요?