Part 1 | 분자'생물'학
우리는 지난 글에서 진핵세포에 대한 것을 살짝 맛보았다. 핵이라는 공간이 존재하고, 그 안에 유전정보가 꼼꼼히 저장되어 있다는 것을 말이다. 그렇다면, 궁금하지 않은가? 도대체 저 유전정보가 어떻게 '무언가'를 만들어내는 것일까?
그 답은 진핵세포의 구조에서 찾을 수 있다. 진핵세포를 자세히 들여다보면, 핵 외에도 여러 작은 소기관(organelles)들을 발견할 수 있다. 세포 소기관이라 부르는 이들은 각자의 역할을 충실히 수행하며 세포가 생존할 수 있도록 하는 톱니바퀴 역할을 한다.
세포 내에는 여러 가지 소기관이 있지만, 오늘은 유전정보가 어떻게 사용되는지에 관한 것들을 살펴보도록 하자.
설계도를 바탕으로 만들어내는 공장, 리보좀
첫 번째이자 가장 중요한 소기관은 리보좀(ribosome)이다. 핵공을 통해 전달된 유전정보를 바탕으로, 이곳에서 '무언가'로 만들어진다. 여기서 만들어지는 '무언가'를 우리는 '단백질'이라고 부른다. 유전정보에 저장되어 있는 것은 단백질을 만들기 위한 설계도이고, 리보좀은 단백질을 만들어내는 공장인 것이다.
단백질을 가공하는 통로, 소포체
이렇게 만들어진 단백질이 바로 사용될 수는 없다. 단백질은 매우 많은 섬세한 가공과 포장 과정이 필요하다. 이 가공 과정은 소포체(endoplasmic reticulum, ER)라는 통로를 통과하며 이루어진다.
핵에서 전달된 유전정보로 단백질이 만들어지면 곧바로 소포체로 전달된다. 이런 이유로 효율을 위해 핵막 주변의 소포체에는 리보좀이 붙어있기도 하다. 이렇게 리보좀이 붙은 소포체를 조면 소포체(rough ER), 리보좀이 붙지 않은 소포체를 활면 소포체(smooth ER)이라고 한다.
단백질의 분류 센터, 골지체
소포체를 통과하며 섬세하게 가공된 단백질은 이제 포장되어 배달될 준비를 한다. 이 포장과 분류 작업이 일어나는 곳이 바로 골지체(Golgi apparatus)이다. 소포체에서 전달받은 단백질에 각각 라벨링을 붙이고, 어디로 이동해야 하는지 분류해 주는 골지체야 말로 세포 안의 택배 분류 센터라 할 수 있을 것이다.
세포 내의 청소부, 리소좀
이렇게 골지체에서 보내진 단백질은 각자의 위치에서 성실하게 일을 수행한다. 하지만 단백질에도 수명이 있는 법, 수명을 다한 단백질을 치워줄 청소부 역시 필요하다. 그렇기에 여기서 리소좀(lysosome)이라는 소기관이 등장한다. (리보좀과 이름이 비슷해 헷갈릴 수 있는데, 전혀 다른 소기관이다!)
리소좀은 자기가 가지고 있는 청소 도구(유식하게 소화효소라고 부른다.)를 이용해 필요가 없어진 단백질 등을 분해하여 세포에 노폐물이 쌓이지 않도록 청소해 준다.
이렇게 당신은 유전정보에서 단백질이 만들어지고, 분해되는 과정까지 알게 되었다! 후에 더 세부적인 내용을 보게 되겠지만, 소기관들의 이름을 떠올리면 길을 잃지 않을 것이다.
그런데 잠깐. 뭔가 이상하지 않은가? 분명 세포는 스스로 에너지를 만들어낼 수 있어야 한다고 했다. 에너지를 만드는 기관은 어디 갔지?
그 특별한 기관에 대해서는... 다음 글에서 알아보도록 하자!