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(2025 고려대 기출 변형 문제 및 해설-2) 세포 내 섭취

문제:

식세포 작용은 동물세포에서 일어나는 세포 내 섭취의 종류 중 하나이다. 이외에도 동물세포에서 일어나는 세포 내 섭취의 종류 두 가지를 예시와 함께 설명하고, 수송되는 물질의 특이성에 대해 논하시오.

해설:

1. 음세포 작용 (Pinocytosis):

음세포 작용은 세포가 작은 용액의 방울이나 작은 입자를 섭취하는 비특이적인 세포 내 섭취 방식입니다. 이 과정에서 세포막이 안쪽으로 함몰되어 액체와 함께 다양한 작은 용질을 포함한 소낭을 형성합니다. 형성된 소낭은 세포 내부로 운반되어 내용물이 세포질로 방출됩니다.

예시:

• 세포 외액 섭취: 신장 세포는 음세포 작용을 통해 필터링된 혈액에서 물과 용질을 재흡수합니다. 신장의 세뇨관 세포는 음세포 작용을 통해 세포 외액에서 물, 전해질, 그리고 소형 용질을 흡수하여 신체의 항상성을 유지합니다.
• 영양소 섭취: 소장의 상피세포는 음세포 작용을 통해 소화된 음식물의 영양소를 흡수합니다. 이 과정에서 작은 단백질, 펩타이드, 아미노산 등이 흡수됩니다.

특이성:

• 음세포 작용은 비특이적인 섭취 방식으로, 세포 외액에 존재하는 다양한 작은 분자(예: 물, 이온, 작은 단백질 등)를 포함합니다. 특정 물질을 인식하거나 선택적으로 섭취하지 않으며, 무작위로 용액과 그 안의 용질을 섭취합니다.

2. 수용체 매개 엔도사이토시스 (Receptor-mediated endocytosis):

수용체 매개 엔도사이토시스는 세포막에 있는 특정 수용체 단백질이 세포 외부의 특정 리간드(예: 호르몬, 영양소, 바이러스 등)와 결합하여 세포 내로 섭취되는 특이적인 세포 내 섭취 방식입니다. 리간드가 수용체에 결합하면, 세포막이 함몰되어 리간드-수용체 복합체를 포함한 소낭을 형성하고, 이 소낭이 세포 내부로 이동합니다.

예시:

• LDL 수용체: 저밀도 지질단백질(LDL)은 혈액에서 콜레스테롤을 운반합니다. LDL 수용체는 LDL 입자를 인식하고 결합하여 세포 내로 섭취합니다. 이는 주로 간세포에서 일어나며, 콜레스테롤 대사에 중요한 역할을 합니다. LDL이 세포 내로 들어가면, 리소좀에 의해 분해되어 콜레스테롤이 방출되고 사용됩니다.
• 트랜스페린 수용체: 트랜스페린은 철을 운반하는 단백질로, 트랜스페린 수용체는 철이 결합된 트랜스페린을 인식하고 결합하여 세포 내로 철을 섭취합니다. 이는 철 대사와 관련된 세포 기능에 필수적입니다. 철-트랜스페린 복합체는 세포 내로 들어가서 철이 방출되고, 트랜스페린과 수용체는 재활용됩니다.
• EGF 수용체: 상피세포 성장인자(EGF)는 세포 성장과 분화를 촉진합니다. EGF 수용체는 EGF를 인식하고 결합하여 세포 내로 신호를 전달합니다. 이는 세포의 성장, 분화, 생존에 중요한 역할을 합니다.

특이성:

• 수용체 매개 엔도사이토시스는 높은 특이성을 가지며, 특정 리간드만을 인식하고 결합하는 수용체에 의해 매개됩니다. 이 과정은 세포가 특정 분자를 선택적으로 섭취할 수 있게 합니다. 예를 들어, LDL 수용체는 저밀도 지질단백질(LDL)만을 인식하고 섭취합니다. 이러한 특이성 덕분에 세포는 필요한 물질만을 효율적으로 섭취할 수 있습니다.

요약:

• 음세포 작용 (Pinocytosis): 비특이적 섭취 방식으로, 작은 용질과 용액을 포함한 소낭을 형성합니다. 예시: 신장 세포의 재흡수, 소장 상피세포의 영양소 흡수.
• 수용체 매개 엔도사이토시스 (Receptor-mediated endocytosis): 특정 수용체 단백질과 결합한 리간드를 선택적으로 섭취합니다. 예시: LDL 수용체, 트랜스페린 수용체, EGF 수용체.

이 두 가지 세포 내 섭취 방식은 세포가 다양한 물질을 선택적 혹은 비선택적으로 섭취하여 세포 내 환경을 조절하는 데 중요한 역할을 합니다. 음세포 작용은 비특이적인 방식으로 다양한 물질을 섭취하며, 수용체 매개 엔도사이토시스는 특정 물질을 선택적으로 섭취하여 세포의 기능과 생존을 돕습니다.