세포막

세포막 (Cell membrane) 또는 원형질막 (Plasma membrane)은 모든 살아있는 세포를 둘러싸고 세포 내부 환경과 외부 환경을 분리하는 생물학적 막이다. 세포막은 세포의 형태를 유지하고 세포 내부를 보호하는 장벽 역할을 하며, 세포 내외로의 물질 이동을 조절하는 선택적 투과성을 가진다.

구조

세포막의 주성분은 지질, 단백질, 그리고 탄수화물이다. 가장 풍부한 지질은 인지질이며, 이들은 친수성 머리와 소수성 꼬리를 가진 양친매성 분자이다. 인지질은 이중층 구조를 형성하여 소수성 꼬리가 서로 마주보고 친수성 머리가 세포 내부와 외부의 수성 환경을 향하도록 배열된다. 콜레스테롤은 동물 세포막에 존재하며, 막의 유동성을 조절하는 역할을 한다.

막 단백질은 세포막에 삽입되거나 표면에 결합되어 있으며, 운반체, 채널, 수용체, 효소 등 다양한 기능을 수행한다. 막 단백질은 크게 관통 막 단백질 (integral membrane protein)과 주변 막 단백질 (peripheral membrane protein)로 나뉜다. 관통 막 단백질은 지질 이중층을 가로질러 존재하며, 주변 막 단백질은 막 표면에 느슨하게 결합되어 있다.

탄수화물은 주로 당단백질 (glycoprotein) 또는 당지질 (glycolipid) 형태로 세포막 외부에 결합되어 있으며, 세포 간 인식 및 신호 전달에 관여한다.

기능

• 세포 보호 및 형태 유지: 세포막은 세포 내부를 외부 환경으로부터 보호하고 세포의 형태를 유지하는 물리적 장벽 역할을 한다.
• 물질 수송: 세포막은 선택적 투과성을 통해 세포 내외로의 물질 이동을 조절한다. 작은 비극성 분자는 자유롭게 통과할 수 있지만, 이온이나 큰 극성 분자는 막 단백질의 도움을 받아야 한다. 수송 방식에는 확산, 촉진 확산, 능동 수송 등이 있다.
• 신호 전달: 세포막에는 호르몬이나 신경전달물질과 같은 외부 신호에 반응하는 수용체가 존재한다. 수용체가 신호 분자와 결합하면 세포 내부로 신호가 전달되어 세포의 활동을 조절한다.
• 세포 간 상호작용: 세포막에 있는 당단백질과 당지질은 세포 간 인식 및 부착에 관여하여 조직 형성과 면역 반응에 중요한 역할을 한다.
• 효소 활성: 세포막에 존재하는 효소는 세포 내부 또는 외부에서 일어나는 다양한 생화학 반응을 촉매한다.