세포학 : 분자적 접근

PART I 서론

세포와 세포연구의 개관
세포의 기원과 진화
최초의 세포
대사과정의 진화
현재의 원핵세포
진핵세포
다세포 생물의 진화
실험모델로서의 세포
대장균(Escherichia coli)
효모(Yeasts)
점균류(Dictyostelium discoideum)
꼬마선충(Caenorhabditis elegans)
초파리(Drosophila melanogaster)
애기장대(Arabidopsis thaliana)
척추동물
세포생물학 연구방법
광학현미경(Light Microscopy)
전자현미경(Electron microscope)
세포성분의 분획
동물세포 배양
식물세포 배양
바이러스(virus)
핵심 연구: 동물세포배양
분자 의학: 바이러스와 암
핵심용어 및 단원요약
Questions

세포의 화학적 접근
세포의 구성분자
탄수화물
지질
핵산
단백질
생체 촉매로서 효소의 역할
효소의 촉매 활성
효소 촉매작용의 기전
조효소
효소활성의 조절
대사 에너지
자유 에너지와 ATP
포도당으로부터의 ATP 생성
기타 유기물로부터의 에너지의 생성
광합성
세포 구성성분의 생합성
탄수화물
지질
단백질
핵산
세포막
막 지질
막 단백질
세포막을 통한 물질의 수송
핵심연구: 폴리펩티드 사슬의 접힘
분자의학: 페닐케톤뇨증
핵심용어 및 단원요약
Questions



분자생물학의 기초
유전, 유전자, DNA
유전자와 염색체
유전자와 효소
유전물질로서의 DNA 확인
DNA 구조
DNA 복제
유전 정보의 발현
유전자와 단백질의 상관성
mRNA의 기능
유전암호
RNA 바이러스와 역전사
재조합 DNA
제한효소
재조합 DNA 분자의 생산
재조합 DNA의 운반체
DNA 염기서열 분석
클론 된 유전자의 발현
중합효소 연쇄반응에 의 한 DNA의 증폭
핵산과 단백질의 검출
핵산 혼성화
PCR에 의한 소량의 DNA 및 RNA 검출
단백질 탐침으로서 항체
재조합 DNA 장서 선별용 탐침
진핵생물의 유전자 기능
효모에서 유전적 분석
동물과 식물에서 유전자 전달
클로닝된 DNA의 돌연변이 유발
세포 유전자에 돌연변이 도입
핵심연구: DNA 프로바이러스 가설
분자의학: HIV와 AIDS
핵심용어 및 단원요약
Questions

PART II 유전정보의 전달

다양한 세포들의 유전체 구성과 염기서열
진핵생물 유전체의 복잡성
인트론(intron)과 엑손(exon)
반복적인 DNA 서열
유전자 중복 및 유사유전자
고등 진핵세포 유전체의 구성
염색체와 염색질
염색질
동원체
말단소체
전체 유전체의 염기서열
원핵세포의 유전체
효모의 유전체
꼬마선충과 초파리의 유전체
식물의 유전체
인간의 유전체
핵심연구: 인트론의 발견
핵심연구: 인간유전체
핵심용어 및 단원요약
Questions



유전체 DNA의 복제,
유지 및 재배열
DNA 복제
DNA 중합효소
복제분기점
복제의 정확성
복제기점과 개시
말단소립과 말단소립중합효소:
염색체의 말단 복제
DNA 회복
DNA 손상의 직접회복
절단회복
오류-빈발 회복
재조합회복
상동 DNA 염기서열 사이의 재조합
DNA 분자는 절단과 재결합에
의해 재조합된다
상동성 재조합 모델
상동재조합에 관여하는 효소
DNA 재배열
부위-특이적 재조합
DNA 중간체를 통한 전위
RNA 중간체를 통한 전위
유전자 증폭
분자의학: 결장암과 DNA 회복
핵심연구: 면역글로블린 유전자의 재배열
핵심용어 및 단원요약
Questions



RNA 합성과 합성 후
가공과정
원핵세포에서의 전사
RNA 중합효소와 전사
억제인자와 전사의 억제 조절
전사의 촉진 조절
중합효소의 RNA 중합효소와
일반전사 인자
진핵 세포의 RNA 중합 효소
일반 전사인자와 RNA 중합효소 II에
의한 전사개시
RNA 중합효소 I과 III에 의한 전사
진핵세포의 전사 조절
cis-Acting 조절 염기서열:
프로모터와 증폭자
전사조절 단백질
전사 활성인자의 구조와 기능
진핵세포의 억제 인자
전사와 염색질 구조의 관계
비 암호화 RNA (Noncoding RNA) 에 의한
전사조절
DNA 메틸화 과정
RNA 가공과 전환과정
rRNA와 tRNA의 가공
진핵세포의 mRNA 가공
스플라이싱 기전
선택적 스플라이싱
RNA 편집
RNA 분해
핵심연구: 진핵세포 전사인자의 분리
핵심연구: SnRNP의 발견
핵심용어 및 단원요약
Questions



단백질의 합성, 변환
및 조절
mRNA의 번역
tRNA
리보솜
mRNA의 구성과 번역과정의 시작
번역과정의 시작
번역과정의 조절
단백질접힘과 변환
샤페론과 단백질접힘
단백질접힘에 관련된 효소들
단백질의 절단
당질화 (Glycosylation)
지질의 결합
단백질기능의 조절
저분자물질에 의한 조절
단백질인산화에 의한 조절
단백질-단백질간의 상호작용
단백질의 분해
Ubiquitin-Proteasome경로
라이소솜에 의한 단백질분해
핵심연구: 리보솜RNA의 촉매역활
분자의학: 항생제와 단백질합성
핵심용어 및 단원요약
Questions

PART III 세포의 구조와 기능

핵
핵막 및 핵과 세포질간의 물질수송
핵막의 구조
핵공 복합체
핵막을 통한 단백질의 선택적 수송
핵단백질 유입의 조절
RNA 수송
핵의 내부구조
염색체와 염색질의 구조
핵 안에서의 기능적 영역
인
rRNA 유전자와 인의 구조
rRNA 전사 및 가공
리보솜 조립
유사분열 과정의 핵
핵막의 소실
염색체 응축
간기 핵의 재형성
핵심연구: 핵 위치 신호의 발견
분자의학: 핵 라미나 질병
핵심용어 및 단원요약
Questions



단백질의 선별분류와
그 수송 :소포체, 골지체,
그리고 리소좀
소포체
소포체와 단백질 분비
단백질을 소포체로 표적하여 보내기
소포체 막으로 단백질의 삽입
소포체에서 단백질 접힘과 가공
활면 소포체와 지질 생합성
소포체로부터 단백질과 지질을 내보내기
골지장치
골지의 구성
골지 내에서 단백질의 당화
골지에서 지질과 탄수화물 대사
골지장치에서 단백질 선별과 방출
소포 수송의 기작
소포 수송을 이해하기 위한 실험 연구
짐 꾸러미의 선택, 피복 단백질, 그리고
소포 싹 트임
소포 융합
리소좀
리소좀 산 가수분해 효소들
내포 작용과 리소좀 형성
식세포 작용과 자식 작용
핵심연구: 신호 가설
분자의학: Gaucher 병
핵심용어 및 단원요약
Questions



생체에너지론과 대사과정:
미토콘드리아, 엽록체,
퍼옥시솜
미토콘드리아
미토콘드리아의 구조와 기능
미토콘드리아의 유전체계
단백질 유입과 미토콘드리아 구성
산화적 인산화 기작
전자전달계
화학삼투
내막을 통한 대사산물의 수송
엽록체와 색소체
엽록체의 구조와 기능
엽록체의 유전체
엽록체 단백질의 유입과 선별
기타 색소체
광합성
광계 I 과 II 를 통한 전자전달
순환적 전자전달
ATP 합성
퍼옥시솜
퍼옥시솜의 기능
퍼옥시솜의 형성
분자의학: 미토콘드리아와 연관된 질병:
레버 유전성 시신경 질환
핵심연구: 화학삼투설
핵심용어 및 단원요약
Questions



세포골격과 세포운동
액틴 섬유의 구조와 체제
액틴섬유의 조립과 분해
액틴섬유의 구성
액틴섬유와 원형질막의 연결
세포표면의 돌기
액틴, 미오신, 그리고 세포운동
근육수축
비근육세포에서 액틴과 미오신의 조립
비전형적인 미오신
세포의 이동과 포복운동
중간섬유
중간섬유단백질
중간섬유의 조립
중간섬유의 세포내 체제
Keratin과 신경섬유의 기능: 피부와 신경계의
질환
미세소관
미세소관의 구조, 조립, 및 동적 불안정성
중심체, 중심립, 그리고 미세소관 체제
체세포분열 동안 미세소관의 재구성
미세소관의 안정화와 세포 극성
미세소관 모터 및 운동
미세소관 운동성 모터단백질의 확인
세포소기관의 이동과 세포내 체제
체세포분열기 염색체의 분리
섬모와 편모
핵심연구: 비정상적인 피부 발달은 돌연변이
keratin의 발현에 기인한다
핵심연구: Kinesin 분리
핵심용어 및 단원요약
Questions

세포 표면
원형질막의 구조
인지질 이중막
막단백질
막단백질의 이동
The Glycocalyx
작은 분자의 이동
수동적 확산
촉진 확산과 운반 단백질
이온통로
ATP 가수분해에 의한 능동수송
이온 구배에 의한 능동 수송
ENDOCYTOSIS
식세포작용
수용체 매개 endocytosis
Endocytosis 과정에서의 단백질 유통
세포벽과 세포외 기질
박테리아의 세포벽
식물의 세포벽
세포외 기질
세포 사이의 상호작용
세포부착단백질
밀착 연접
간극 연접
식물세포 사이의 부착과 원형질연락사
분자의학: 낭포성 섬유증
핵심연구: LDL 수용체
핵심용어 및 단원요약
Questions

PART IV 세포의 조절

세포의 신호전달
신호전달 분자들과 그들의 수용체
세포-세포간 신호전달 양상
스테로이드 호르몬과 핵의 수용체 거대족
산화질소와 일산화탄소
신경전달물질
펩티드 호르몬과 성장인자
Eicosanoids
Plant Hormones
세포 표면 수용체들의 기능들
G-단백질과 연계된 수용체들
수용체 단백질 - 타이로신 키나아제
사이토카인 수용체와 비수용체 단백질-
타이로신 키나제
다른 효소활성과 연계된 수용체
세포내 신호전달 경로
cAMP 경로: 차 전령과 단백질
인산화
Cyclic GMP
인지질과 Ca+
Ras, Raf, 그리고 MAP kinase경로
JAK/STAT 경로
신호전달과 세포골격
인테그린과 신호전달
엑틴 세포골격의 조절
발생과 분화에 관련된 신호
초파리(Drosophila)와 선충(C.elegans)의
타이로신 키나제 수용체/Ras/Raf/ERk
경로
Hedgehog 와 Wnt
Notch 신호
세포 예정사의 조절
케스페이즈(Caspases)와 세포사멸
세포 사멸 수용체와 케스페이즈 활성
세포 생존 신호
핵심연구: The Src Protein-Tyrosine
Kinase
분자의학: 암: 신호전달과 ras 암발생유전자
핵심용어 및 단원요약
Questions



세포 주기
진핵세포의 세포주기
세포주기의 단계
세포성장과 세포외 신호에 의한 세포주기
조절
세포주기의 검사점
세포주기시 DNA복제를 회로 조절
세포주기 진행의 조절인자
MPF: Cdc와 cyclin의 이량체
Cyclin계열과 사이클린 의존 산화효소
성장 인자와 D형 cyclin
세포주기 진행의 저해제
M기에서 일련의 과정
유사분열 단계
MPF와 중기로 진행
단백질 분해와 MPF의 미활성화:
후기와 말기
세포질 분열
감수분열과 수정
감수분열 과정
난모세포에서 감수분열 조절
수정
줄기세포와 성체조직의 유지
분화된 세포의 증식
줄기세포
줄기세포의 의학적응용
핵심연구: 성숙 촉진 인자(MPF) 발견
핵심연구: 배아줄기세포의 배양
핵심용어 및 단원요약
Questions



암
암의 발생과 원인
암의 종류
암의 발생
암의 원인
암세포의 특성
배양세포의 형질전환
종양 바이러스
B형 및 C형 간염 바이러스
SV과 폴리오마 바이러스
유두종 바이러스
아데노 바이러스
헤르페스 바이러스
레트로 바이러스
암 유전자
레트로 바이러스성 암 유전자
원암 유전자
인간 암의 암 유전자
암 유전자 산물의 기능
종양억제자 유전자
종양억제자 유전자의 확인
종양억제자 유전자 산물의 기능
종양 발생에서 암 유전자와 종양억제자
유전자의 역할
암 예방 및 치료에 대한 분자생물학의
적용
예방과 조기 진단
분자 수준의 진단
치료
핵심연구: 원암 유전자의 발견

분자의학: bcr/abl 암 유전자를 표적으로 하는 암
치료제 STI-
핵심용어 및 단원요약
Questions
Answers to Questions
Index