(필수) 세포생물학

목차 (Table of Contents)

• 목차
• 공저자 약력 = ⅴ
• 저자 서문 = ⅵ
• 감사의 글 = ⅷ
• 교수 및 학생을 위한 학습 자료 = ⅸ
• 역자 서문 = xii
• 역자 약력 = xiv
• 제1장 세포 : 생명의 기본 단위 = 1
• 세포의 불변성과 다양성 = 2
• 세포는 모양과 기능이 다양하다 = 2
• 모든 세포는 유사한 화학 성분으로 구성된다 = 3
• 현존하는 모든 세포는 동일한 조상으로부터 진화한 것으로 보인다 = 4
• 유전자는 세포의 형태와 기능 그리고 복잡한 행동에 대한 정보를 제공한다 = 5
• 현미경으로 본 세포의 세계 = 5
• 광학현미경의 발명으로 세포를 발견하게 되었다 = 6
• 광학현미경으로 세포와 일부 구조를 확인할 수 있다 = 7
• 전자현미경을 이용하여 세포의 미세구조를 밝힐 수 있다 = 9
• 원핵세포 = 12
• 원핵생물은 지구 상에서 가장 다양하고 그 수가 많다 = 14
• 원핵생물계는 진정세균과 고세균의 두 영역으로 나뉜다 = 15
• 진핵세포 = 16
• 핵은 세포의 유전정보 저장고이다 = 16
• 미토콘드리아는 음식물로부터 에너지를 만들어 세포에 동력을 공급한다 = 17
• 엽록체는 햇빛으로부터 에너지를 얻는다 = 19
• 내부막은 기능이 서로 다른 세포내 구획을 만든다 = 21
• 세포기질은 크고 작은 여러 생체분자가 농축되어 있는 액상이다 = 22
• 세포골격은 방향성을 갖는 세포의 이동을 담당한다 = 22
• 세포질은 정적인 상태와 거리가 멀다 = 24
• 진핵세포는 포식자로서 시작하였을 것으로 보인다 = 24
• 모델 생물체 = 27
• 분자생물학자들은 대장균에 초점을 맞춘 연구를 해 왔다 = 28
• 맥주를 만드는 데 쓰이는 효모는 단순한 진핵세포이다 = 28
• 애기장대가 모델 식물로서 선택되었다 = 28
• 모델 동물로는 파리, 어류, 선충 그리고 생쥐가 있다 = 29
• 유전체의 염기서열 비교 분석은 생물체의 공통 조상을 밝혀 준다 = 34
• 필수 개념 = 36
• 제2장 세포의 화학적 구성 = 41
• 화학결합 = 42
• 세포는 몇 종류의 원자로 구성된다 = 42
• 최외각 전자는 원자 간의 상호작용을 결정한다 = 43
• 공유결합은 전자를 공유함으로써 형성된다 = 46
• 공유결합에는 여러 형태가 존재한다 = 47
• 공유결합의 세기는 다양하다 = 48
• 이온결합은 전자를 얻거나 잃음으로써 형성된다 = 48
• 비공유결합이 세포 안의 분자를 서로 결합시킨다 = 49
• 수소결합은 많은 생체분자의 결합에 중요한 비공유결합이다 = 50
• 일부 극성 분자는 물에서 산과 염기를 형성한다 = 51
• 세포내의 작은 분자 = 52
• 세포는 탄소화합물로 구성된다 = 53
• 세포에는 네 가지 종류의 주요 유기분자가 존재한다 = 53
• 당류는 세포의 에너지원이며 다당류의 구성단위이다 = 54
• 지방산 사슬은 세포막의 성분이다 = 56
• 아미노산은 단백질의 구성단위이다 = 58
• 뉴클레오티드는 DNA와 RNA의 구성단위이다 = 59
• 세포내의 거대분자 = 61
• 거대분자는 소단위체의 특정 서열을 가진다 = 62
• 비공유결합은 거대분자의 정확한 모양을 결정한다 = 62
• 비공유결합은 거대분자가 선택적으로 다른 분자와 결합하게 한다 = 65
• 필수 개념 = 67
• 제3장 에너지, 촉매작용, 생합성 = 85
• 세포의 에너지 이용 = 86
• 생물학적 질서는 세포의 열에너지 방출로 이루어진다 = 86
• 세포는 한 형태의 에너지를 다른 형태로 바꿀 수 있다 = 88
• 광합성 생물체는 태양 빛을 이용하여 유기분자를 합성한다 = 89
• 세포는 유기분자를 산화하여 에너지를 얻는다 = 90
• 산화와 환원은 전자전달을 수반한다 = 91
• 자유에너지와 촉매작용 = 92
• 화학반응은 자유에너지의 손실을 일으키는 방향으로 진행한다 = 93
• 효소는 자연 발생적 반응을 시작하는 데 필요한 에너지를 낮춘다 = 93
• 한 반응에서 자유에너지의 변화는 그 반응의 발생 여부를 결정한다 = 95
• ΔG는 반응이 평형으로 진행하면서 변화한다 = 96
• 표준자유에너지의 변화(ΔG°)는 반응의 에너지학적 비교를 가능하게 한다 = 96
• 평형상수는 ΔG°에 직접적으로 비례한다 = 97
• 복잡한 반응에서 평형 상수는 모든 반응물과 생성물의 농도를 포함한다 = 100
• 평형상수는 분자 간 상호작용의 강도를 나타낸다 = 101
• 연속적인 반응에서 자유에너지의 변화는 부가적이다 = 101
• 열운동은 효소가 해당 기질을 찾게 한다 = 103
• $$V_{max}$$와 $$K_M$$은 효소의 효율을 나타낸다 = 104
• 활성운반체와 생합성 = 105
• 활성운반체의 형성은 에너지적으로 유리한 반응과 연계된다 = 105
• ATP는 기장 폭넓게 이용되는 활성운반체이다 = 109
• ATP에 저장된 에너지는 두 개의 분자를 결합하는 데 이용된다 = 111
• NADH와 NADPH는 중요한 전자운반체이다 = 111
• NADPH와 NADH는 세포내에서 서로 다른 역할을 한다 = 112
• 세포는 여러 다른 활성운반체를 이용한다 = 113
• 생물학적 중합체의 합성에는 에너지 공급이 필요하다 = 115
• 필수 개념 = 118
• 제4장 단백질의 구조와 기능 = 123
• 단백질의 모양과 구조 = 125
• 단백질의 형태는 아미노산 서열에 의해 결정된다 = 125
• 단백질은 가장 낮은 에너지구조로 접힌다 = 127
• 단백질은 다양하고 복잡한 형태로 나타난다 = 129
• α 나선과 β 병풍은 보편적인 접힘형태이다 = 132
• 나선은 생물학적 구조에서 흔히 나타난다 = 132
• β 병풍은 단백질 중심부의 견고한 구조를 형성한다 = 134
• 단백질의 구성은 여러 단계로 이루어진다 = 134
• 많은 단백질은 특정 구조를 갖지 않는 부분도 포함하고 있다 = 136
• 생성 가능한 수많은 폴리펩티드 사슬 중 극소수만이 유용하다 = 137
• 단백질은 여러군으로 분류될 수 있다 = 138
• 큰 단백질 분자는 한 개 이상의 폴리펩티드 사슬로 구성되어 있다 = 139
• 단백질은 필라멘트형, 박판형 또는 구형로 조립된다 = 140
• 몇몇 종류의 단백질은 긴 섬유형태를 가진다 = 141
• 세포외 단백질들은 종종 공유결합을 통한 교차연결에 의해 안정화된다 = 142
• 단백질의 기능 = 144
• 모든 단백질은 다른 분자와 결합할 수 있다 = 144
• 항체는 매우 다양하며 각각의 항체는 고유의 결합부위를 지닌다 = 145
• 효소는 강력하고 고도의 특이성을 지닌 촉매제이다 = 146
• 리소자임은 효소가 어떻게 작용하는지 보여준다 = 147
• 많은 약물은 효소의 기능을 저해한다 = 152
• 강하게 결합된 작은 분자들은 단백질에 추가적인 기능을 부여한다 = 152
• 단백질의 기능조절 = 153
• 효소의 촉매활성은 종종 다른 분자에 의해 조절된다 = 154
• 알로스테릭효소는 상호작용하는 2개 이상의 결합부위를 가진다 = 154
• 인산회는 구조변화를 유도하여 단백질의 기능을 조절한다 = 156
• 공유적 변형은 단백질의 세포내 위치와 상호작용을 조절한다 = 157
• GTP-결합단백질도 인산기의 결합주기에 의해 활성이 조절된다 = 158
• ATP 가수분해는 운동단백질들이 세포내에서 일정한 방향으로 움직이도록 도와준다 = 159
• 단백질은 종종 단백질기구로 작용하는 거대한 복합체를 형성한다 = 160
• 단백질의 연구방법 = 160
• 단백질은 세포나 조직으로부터 정제될 수 있다 = 161
• 단백질의 구조결정을 위해서 먼저 아미노산 서열이 밝혀져야 한다 = 162
• 유전공학적 방법을 이용하여 거의 모든 단백질의 대량생산, 설계 및 분석이 가능하다 = 164
• 단백질 간의 상호유사성은 단백질의 구조와 기능을 예측하는 데 도움을 준다 = 164
• 필수 개념 = 172
• 제5장 DNA와 염색체 = 175
• DNA의 구조 = 176
• 한 개의 DNA 분자는 두 개의 뉴클레오티드 가닥으로 구성된다 = 177
• DNA의 구조는 유전현상에 필요한 기전을 제공한다 = 182
• 진핵생물의 염색체 구조 = 183
• 진핵세포의 DNA는 여러 개의 염색체에 응축되어 있다 = 183
• 염색체는 유전자를 담고 있는 긴 줄이다 = 184
• 특정한 DNA 염기서열이 DNA 복제 및 염색체 분리에 필요하다 = 186
• 간기 염색체는 핵 내에서 질서 있게 존재한다 = 188
• 염색체의 DNA는 언제나 고도로 응축되어 있다 = 188
• 뉴클레오솜은 진핵세포 염색체 구조의 기본 단위이다 = 189
• 염색체의 응축은 여러 단계로 진행된다 = 191
• 염색체 구조의 조절 = 192
• 뉴클레오솜 구조가 변화하면 DNA에 접근이 가능하다 = 192
• 간기 염색체에는 응축된 염색질과 이완된 염색질이 모두 존재한다 = 194
• 필수 개념 = 196
• 제6장 DNA 복제, 회복 및 재조합 = 201
• DNA 복제 = 202
• 염기쌍 짝짓기는 DNA 복제를 가능하게 한다 = 202
• DNA 합성은 복제기점에서 시작된다 = 203
• 두 개의 복제분기점이 각 복제기점에서 형성된다 = 203
• DNA 중합효소는 모사슬을 주형으로 하여 새로운 DNA를 합성한다 = 207
• 복제분기점은 비대칭적이다 = 208
• DNA 중합효소는 자체교정 기능을 갖고 있다 = 210
• 짧은 RNA 조각이 DNA 합성의 프라이머로 작용한다 = 211
• 복제분기점에 있는 단백질들은 복제기구를 형성하기 위해 협동한다 = 212
• 말단소립중합효소는 진핵세포의 염색체 말단을 복제한다 = 214
• DNA 회복 = 216
• DNA 상해는 세포 안에서 끊임없이 발생된다 = 216
• 세포는 다양한 DNA 회복기전을 보유하고 있다 = 218
• DNA 미스매치 회복 시스템은 복제기구의 교정기능이 복구하지 못한 복제 실수를 제거한다 = 219
• 이중나선 DNA 절단에는 다른 회복 전략이 요구된다 = 221
• 상동재조합은 DNA 이중나선 절단을 완벽하게 회복할 수 있다 = 222
• DNA 상해회복의 실패는 세포와 생물체에 심각한 결과를 가져올 수 있다 = 223
• DNA 복제와 회복의 정확도에 대한 기록은 유전체 염기서열에 보존되어 있다 = 224
• 필수 개념 = 225
• 제7장 DNA에서 단백질로 : 세포가 유전체를 읽는 방법 = 229
• DNA에서 RNA로 = 230
• DNA 염기서열의 일부분만 RNA로 전사된다 = 231
• 전사는 DNA의 한쪽 가닥에 상보적인 RNA를 만든다 = 232
• 세포는 여러 종류의 RNA를 합성한다 = 234
• DNA에 있는 신호가 RNA 중합효소의 전사개시 및 종결 위치를 알려준다 = 235
• 진핵세포 유전자의 전사개시는 복잡한 과정으로 이루어진다 = 237
• 진핵세포의 RNA 중합효소는 보편전사인자들을 필요로 한다 = 238
• 진핵세포의 RNA는 핵에서 공정 단계를 거친다 = 239
• 진핵세포에서 단백질을 암호화하는 유전자는 인트론이라 불리는 비암호화 서열에 의해 끊겨 있다 = 240
• 인트론은 RNA 스플라이싱에 의해 pre-mRNA로부터 제거된다 = 241
• 성숙된 진핵세포의 mRNA는 핵 밖으로 수송된다 = 244
• mRNA 분자는 세포질에서 결국 분해된다 = 244
• 초기세포는 자신의 유전자에 인트론을 지니고 있었을 것이다 = 245
• RNA에서 단백질로 = 246
• mRNA의 서열은 세 개의 뉴클레오티드가 한 세트로 해독된다 = 246
• tRNA 분자는 mRNA 내의 코돈과 아미노산을 맺어준다 = 247
• 특정 효소가 tRNA를 상응하는 아미노산과 연결시킨다 = 251
• mRNA의 정보는 리보솜에서 해독된다 = 252
• 리보솜은 리보자임이다 = 254
• mRNA에 있는 특별한 코돈이 단백질합성의 시작과 종결을 알려준다 = 255
• 단백질은 폴리리보솜에서 만들어진다 = 257
• 원핵세포의 단백질합성 저해제는 항생제로 사용된다 = 258
• 단백질 분해를 제어함으로써 세포내 각 단백질의 양을 조절할 수 있다 = 258
• DNA와 단백질 사이에는 거쳐야 할 많은 단계가 있다 = 260
• RNA와 생명의 기원 = 261
• 생물체는 자가촉매 작용을 필요로 한다 = 262
• RNA는 정보를 저장할 수도 있고 화학반응의 촉매작용을 할 수도 있다 = 262
• RNA는 진화과정에서 DNA보다 먼저 출현한 분자로 생각된다 = 264
• 필수 개념 = 265
• 제8장 유전자 발현의 조절 = 269
• 유전자 발현에 대한 개관 = 270
• 한 다세포생물에서 서로 다른 유형의 세포는 모두 동일한 DNA를 가지고 있다 = 270
• 세포의 유형에 따라 서로 다른 단백질들이 만들어진다 = 270
• 세포는 외부 신호에 반응하여 유전자의 발현을 바꿀 수 있다 = 272
• 유전자 발현은 DNA로부터 RNA와 단백질을 만드는 경로의 여러 단계에서 조절될 수 있다 = 272
• 전사조절은 어떻게 일어나는가 = 273
• 전사조절인자는 조절성 DNA 염기서열에 결합한다 = 273
• 세포는 전사 스위치를 통해 환경 변화에 반응한다 = 275
• 억제인자는 유전자 발현을 중지시키며, 활성인자는 유전자 발현을 증진시킨다 = 276
• 활성인자와 억제인자가 Lac 오페론을 조절한다 = 277
• 진핵생물의 전사조절인자는 먼 거리에서도 유전자 발현을 조절한다 = 278
• 진핵생물의 전사조절인자는 염색질-변형 단백질을 유인하여 전사개시를 조절한다 = 279
• 특정 세포유형을 만드는 분자 기전 = 280
• 진핵생물의 유전자 발현은 전사조절인자의 여러 조합에 의해 조절된다 = 280
• 하나의 단백질이 서로 다른 여러 유전자의 발현을 통합적으로 조절할 수 있다 = 281
• 조합조절에 의해 서로 다른 세포유형이 형성될 수 있다 = 285
• 분화된 특정 세포도 만능 줄기세포로 재편성될 수 있다 = 285
• 온전한 기관이 하나의 전사조절인자에 의해 형성될 수 있다 = 287
• 후성유전 기전은 분화된 세포의 유형이 유지되도록 한다 = 287
• 전사후 조절 = 289
• 각각의 mRNA는 자신의 분해와 번역을 조절한다 = 289
• 조절 RNA는 수많은 유전자의 발현을 조절한다 = 290
• 마이크로 RNA는 표적 mRNA의 분해를 유도한다 = 291
• 작은 간섭 RNA는 감염으로부터 세포를 보호하기 위해 이중가닥의 외부 DNA로부터 형성된다 = 292
• 수 천 종류의 긴 비암호화 RNA는 포유류 유전자의 활성을 조절할 수 있다 = 293
• 필수 개념 = 293
• 제9장 유전자와 유전체는 어떻게 진화하는가? = 299
• 유전적 변이의 생성 = 300
• 유성생식 생물체에서는 오직 생식선 세포에서의 변화만이 자손으로 전달된다 = 302
• 점돌연변이는 정상적인 DNA 복제와 회복 기전의 실패로 발생한다 = 303
• 점돌연변이는 유전자의 조절을 바꿀 수 있다 = 304
• DNA 중복은 유사 유전자군을 형성한다 = 306
• 글로빈 유전자군의 진화는 유전자 중복과 분기가 어떻게 새로운 단백질을 생성하는지를 보여준다 = 307
• 전체 유전체의 중복은 많은 종의 진화적 역사를 형성해 왔다 = 308
• 새로운 유전자는 엑손 뒤섞기에 의해 생길 수 있다 = 308
• 전이유전인자의 이동은 유전체의 진화에 지대한 영향을 주었다 = 309
• 유전자는 생물체 간 수평적 유전자 전달에 의해 교환될 수 있다 = 310
• 생명체 가계도의 재구성 = 310
• 생물체에 선택적 이점을 주는 유전적 변화는 거의 보존된다 = 311
• 가까운 유연관계에 있는 생명체의 유전체는 염기서열뿐 아니라 구성도 유사하다 = 311
• 기능적으로 중요한 유전체 지역은 DNA 서열이 보존된 형태로 나타난다 = 313
• 유전체를 비교해보면 척추동물의 유전체에서 DNA는 DNA를 빠르게 획득되고 상실되었음을 알 수 있다 = 315
• 유전자의 서열 보존을 통하여 가장 먼 진화 관계까지도 유추할 수 있다 = 316
• 전위인자와 바이러스 = 317
• 전이유전인자는 이동에 필요한 구성성분을 암호화한다 = 318
• 인간 유전체는 두 종류의 주요 전위염기서열군이 있다 = 318
• 바이러스는 세포나 생명체 사이를 이동할 수 있다 = 320
• 레트로바이러스는 정상적인 유전정보의 흐름을 거스른다 = 322
• 인간 유전체 연구 = 323
• 인간 유전체의 염기서열은 우리의 유전자가 어떻게 배열되어 있는지 보여준다 = 324
• 보존된 유전체 서열에서 빠르게 변한 부분의 확인은 어떤 요인이 우리를 인간으로 만들었는지 밝히는 단초를 제공한다 = 326
• 인간 유전체 내 유전적 변이는 각 개인의 특성을 나타낸다 - 그러나 어떻게? = 327
• 유전자 조절의 차이는 유사한 유전체를 가진 동물들의 발생적 차이를 설명해준다 = 331
• 필수 개념 = 332
• 제10장 현대의 재조합 DNA 기술 = 337
• DNA 분자의 조작과 분석 = 338
• 제한효소는 DNA 분자의 특정부위를 절단한다 = 339
• 전기영동법을 이용하여 DNA 절편을 크기 별로 분리한다 = 339
• 겔의 DNA 밴드는 형광염료나 방사선동위원소를 이용하여 볼 수 있다 = 341
• 잡종화 방법으로 특정 뉴클레오티드 서열을 찾아낸다 = 341
• 박테리아를 이용한 DNA 클로닝 = 342
• DNA 클로닝은 유전체를 작게 잘라 재조합 DNA를 만드는 것부터 시작한다 = 343
• 재조합 DNA는 플라스미드 벡터에 삽입할 수 있다 = 343
• 재조합 DNA는 박테리아 세포 안에서 복제한다 = 344
• 유전자는 DNA 라이브러리로부터 분리할 수 있다 = 345
• cDNA 라이브러리는 특정 세포에서 만들어지는 mRNA를 반영한다 = 346
• PCR을 이용한 DNA 클로닝 = 347
• PCR은 원하는 DNA 서열을 증폭하기 위하여 DNA 중합효소를 사용한다 = 349
• 반복되는 증폭과정을 통하여 원하는 뉴클레오티드 서열을 가진 수십 억 개의 복사본을 얻을 수 있다 = 349
• PCR은 법의학이나 진단에도 이용된다 = 350
• 유전자 기능의 연구와 활용 = 353
• 유전체 전체의 염기서열을 신속히 결정할 수 있다 = 353
• 차세대 염기서열결정법을 이용하면 유전체의 염기서열 결정을 빠르고 값싸게 수행할 수 있다 = 355
• 유전체를 비교 분석하여 유전자를 확인하고 그 기능을 예견할 수 있다 = 358
• DNA 마이크로어레이나 RNA 염기서열분석 방법으로 mRNA를 분석하면 전체적인 유전자 발현 양상을 파악할 수 있다 = 358
• 원위치잡종화 방법을 이용하여 유전자가 발현되는 위치와 시간을 알 수 있다 = 359
• 리포터 유전자를 이용하여 살아있는 세포에서 특정단백질을 추적한다 = 360
• 돌연변이체의 연구를 통하여 유전자의 기능을 밝힐 수 있다 = 361
• RNA 간섭(RNAi)을 이용하여 특정 유전자의 활성을 억제 할 수 있다 = 362
• 알려진 유전자를 제거하거나 변형된 형태로 대체할 수 있다 = 362
• 돌연변이 생물체는 인간의 질병에 대한 유용한 모델을 제공한다 = 364
• 유전자전이 식물은 세포생물학뿐만 아니라 농업에도 중요하다 = 365
• 클로닝된 DNA를 이용하여 희귀한 단백질을 대량으로 생산할 수 있다 = 366
• 필수 개념 = 367
• 제11장 막 구조 = 373
• 지질이중층 = 375
• 막지질은 물에서 이중층을 형성한다 = 375
• 지질이중층은 이차원적인 유동 구조이다 = 378
• 지질이중층의 유동성은 구성 성분에 의해 결정된다 = 379
• 막의 조립은 소포체에서 시작된다 = 380
• 특정 인지질들은 막의 한쪽 면에만 국한되어 있다 = 381
• 막단백질 = 383
• 막단백질은 여러 방법으로 지질이중층과 결합한다 = 384
• 폴리펩티드 사슬은 대개 α 나선형 구조로 지질이중층을 통과한다 = 385
• 막단백질은 계면활성제를 사용하여 용해할 수 있다 = 386
• 구조가 완전히 알려진 막단백질은 드물다 = 386
• 원형질막은 아래쪽을 받쳐주는 세포피질에 의해 보강되어 있다 = 388
• 세포는 막단백질의 이동을 제한할 수 있다 = 390
• 탄수화물이 세포 표면을 덮고 있다 = 391
• 필수 개념 = 395
• 제12장 세포막을 통과하는 수송 = 399
• 막을 통과하는 수송의 원리 = 400
• 지질이중층은 이온과 대부분의 비전하성 극성 분자에 대해 비투과성을 가진다 = 400
• 세포내 이온 농도는 세포외 이온 농도와 매우 다르다 = 401
• 세포막을 경계로 한 무기 이온의 농도차는 막전위를 생성한다 = 401
• 세포는 두 종류의 막수송단백질을 갖는다 : 수송체와 통로 = 402
• 용질은 수동수송이나 능동수송 중 한 가지 방법을 통해 세포막을 통과한다 = 402
• 전하성 용질의 수동수송은 농도구배뿐만 아니라 막전위의 영향을 받는다 = 403
• 물은 삼투(osmosis)라 불리는 과정을 통해 농도구배에 따라 수동적으로 세포막을 통과한다 = 404
• 수송체와 그 기능 = 405
• 수동수송체가 전기화학적 구배에 순행하여 용질을 이동시킨다 = 406
• 펌프가 전기화학적 구배에 역행하여 용질을 능동적으로 수송한다 = 407
• 동물세포의 Na⁺펌프는 ATP가 제공하는 에너지를 이용하여 Na⁺을 세포 밖으로 내보내고 K⁺을 세포 안으로 들여온다 = 407
• Na⁺펌프는 원형질막을 경계로 한 Na⁺의 가파른 농도구배를 생성한다 = 408
• C$$a^{2＋}$$펌프는 세포기질의 C$$a^{2＋}$$농도를 낮게 유지한다 = 408
• 연계펌프는 용질의 구배를 활용하여 능동수송을 매개한다 = 409
• Na⁺의 전기화학적 구배는 동물세포 원형질막의 연계펌프를 구동한다 = 410
• H⁺의 전기화학적 구배는 식물, 진균, 세균의 연계펌프를 구동한다 = 412
• 이온통로와 막전위 = 413
• 이온통로는 이온 선택성을 가지며 개폐가 조절된다 = 414
• 막전위는 특정 이온에 대한 막의 투과성에 의해 결정된다 = 415
• 이온통로는 무작위로 개방과 폐쇄 상태를 재빠르게 오간다 = 416
• 다양한 유형의 자극들이 이온통로의 개폐에 영향을 준다 = 418
• 전위의존적 이온통로는 막전위에 반응한다 = 419
• 이온통로와 신경세포의 신호전달 = 420
• 활동전위는 축삭을 따라 빠른 장거리 소통이 일어나도록 한다 = 421
• 활동전위는 전위의존적 양이온통로에 의해 매개된다 = 422
• 전위의존적 C$$a^{2＋}$$통로는 신경말단에서 전기적 신호를 화학적 신호로 전환한다 = 426
• 시냅스후 막의 전달물질의존적 이온통로는 화학적 신호를 다시 전기적 신호로 전환시킨다 = 427
• 신경전달물질은 흥분성이거나 억제성일 수 있다 = 428
• 대부분의 향정신성 약물은 신경전달물질 수용체에 결합하여 시냅스의 신호전달에 영향을 준다 = 430
• 시냅스 신호전달의 복잡성은 우리의 사고, 행동, 학습, 기억을 가능하게 한다 = 431
• 광유전학(optogenetics)은 광의존적 이온통로를 이용하여 살아있는 동물의 뉴런을 단시간 동안 활성화하거나 비활성화할 수 있다 = 432
• 필수 개념 = 433
• 제13장 세포가 음식물로부터 에너지를 얻는 경로 = 437
• 당과 지방의 분해와 이용 = 438
• 음식물은 세 단계로 분해된다 = 439
• 해당작용에서는 당을 쪼개 에너지를 얻는다 = 441
• 해당작용은 ATP와 NADH 두 가지를 생산한다 = 441
• 발효를 통해 산소가 없는 상태에서도 ATP가 생성될 수 있다 = 443
• 해당작용의 효소는 산화를 활성 운반체의 에너지 저장과 연계시킨다 = 444
• 여러 유기분자들이 미토콘드리아의 기질에서 아세틸 CoA로 전환된다 = 445
• 구연산회로는 아세틸기를 CO₂로 산화시켜 NADH를 생성한다 = 449
• 많은 생합성경로가 해당작용이나 구연산회로로부터 시작된다 = 454
• 거의 모든 세포에서 전자전달은 대부분의 ATP 합성을 유도한다 = 457
• 물질대사의 조절 = 458
• 이화작용과 동화작용 반응들은 체계적으로 구성되어 있고 조절된다 = 459
• 되먹임 조절에 의해 포도당의 분해와 합성이 조절된다 = 459
• 세포는 에너지가 필요한 시기를 위해 영양물질을 특별한 저장소에 저장한다 = 460
• 필수 개념 = 463
• 제14장 미토콘드리아와 엽록체에서의 에너지 생산 = 467
• 세포는 막을 기반으로 한 기전에 의해 대부분의 에너지를 얻는다 = 468
• 화학삼투 연계라는 고대의 과정이 현대의 세포까지 보존되어 있다 = 469
• 미토콘드리아와 산화적 인산화 = 471
• 미토콘드리아는 세포의 요구에 따라 자신의 모양과 위치, 숫자를 변경할 수 있다 = 471
• 미토콘드리아에는 외막과 내막, 그리고 두 개의 내부 구획이 있다 = 472
• 구연산회로는 ATP 합성에 필요한 고에너지 전자를 생산한다 = 473
• 전자의 이동은 수소이온 펌프작용과 연계되어 있다 = 474
• 수소이온은 전자전달계의 단백질에 의해 미토콘드리아 내막을 가로질러 펌프질된다 = 476
• 수소이온펌프는 미토콘드리아 내막을 경계로 가파른 전기화학적 수소이온 구배를 형성한다 = 477
• ATP 합성효소는 전기 화학적 수소이온 구배에 저장된 에너지를 사용하여 ATP를 만든다 = 477
• 미토콘드리아 내막을 가로지르는 연계수송은 수소이온의 전기화학적 구배에 의해 일어난다 = 479
• 미토콘드리아에서 ADP를 ATP로 빠르게 전환하여 세포내의 ATP 대 ADP 비율을 높게 유지한다 = 480
• 세포 호흡은 매우 놀랍도록 효율적이다 = 481
• 전자전달과 수소이온 펌프의 분자기전 = 482
• 수소이온은 전자의 이동에 의해 쉽게 움직인다 = 482
• 산화환원 전위는 전자친화도의 척도이다 = 485
• 전자 이동은 많은 에너지를 방출한다 = 486
• 단백질에 단단히 결합된 금속이 다양한 전자운반체의 역할을 한다 = 486
• 시토크롬 c 산화효소는 산소분자의 환원을 촉매한다 = 489
• 엽록체와 광합성 = 490
• 엽록체는 미토콘드리아와 비슷하지만 미토콘드리아에 없는 여분의 구획인 틸라코이드를 가지고 있다 = 491
• 광합성은 ATP와 NADPH를 생산하고, 또 소비한다 = 492
• 태양빛은 엽록소 분자에 의해 흡수된다 = 493
• 흥분된 엽록소는 에너지를 반응중심으로 모은다 = 493
• 두 개의 광계는 ATP와 NADPH를 만들어내기 위해 협력한다 = 494
• 산소는 광계 Ⅱ와 연관된 물-분해 복합체에 의해 생산된다 = 495
• 광계 Ⅰ의 특수 쌍은 광계 Ⅱ로부터 전자를 받는다 = 496
• 탄소고정반응은 ATP와 NADPH를 이용하여 CO₂를 당류로 전환한다 = 497
• 탄소고정반응에 의하여 만들어진 당류는 녹말로 저장되거나 ATP를 생산하기 위해 소비된다 = 500
• 에너지 생산체계의 진화 = 500
• 산화적 인산화는 단계적으로 진화되었다 = 501
• 광합성 박테리아는 지구 환경에서 필요한 것이 별로 없다 = 502
• 메탄생성 고세균의 생활사를 보면 화학삼투 연계가 원시상태부터 있었음을 알 수 있다 = 503
• 필수 개념 = 504
• 제15장 세포내 구획과 단백질 운반 = 509
• 막성 세포소기관 = 510
• 진핵세포는 기본적인 한 세트의 막성 세포소기관을 지니고 있다 = 510
• 막성 세포소기관들은 서로 다른 방식으로 진화하였다 = 513
• 단백질 분류 = 514
• 단백질은 세 가지 기전에 의해 세포소기관으로 이동하게 된다 = 515
• 단백질이 정확한 구획으로 운반되는 것은 신호서열에 의한다 = 516
• 핵으로 이동하는 단백질들은 핵공을 통과한다 = 517
• 단백질이 미토콘드리아와 엽록체로 이동하기 위해서는 입체구조가 풀려야 한다 = 519
• 퍼옥시솜으로 들어가는 단백질들은 세포기질과 소포체 두 곳으로부터 이동한다 = 521
• 단백질은 그 합성이 진행되는 중에 소포체로 들어간다 = 521
• 소포체 상에서 합성된 수용성 단백질은 소포체 내강으로 방출된다 = 523
• 개시 및 종결신호는 지질이중층 내 막관통단백질의 배열을 결정한다 = 524
• 소낭 수송 = 526
• 수송소낭은 수용성 단백질과 막을 여러 구획으로 운반한다 = 526
• 소낭의 출아는 단백질 외피의 조립으로 시작된다 = 527
• 소낭의 특정 소기관과의 결합은 연결단백질과 SNARE의 작용에 의한다 = 530
• 분비 경로 = 531
• 대부분의 단백질은 소포체에서 공유결합에 의해 변형된다 = 532
• 소포체로부터의 단백질의 방출은 단백질의 품질을 유지하기 위하여 조절된다 = 533
• 소포체의 크기는 단백질에 대한 수요에 따라 조절된다 = 534
• 단백질은 골지체에서 추가적인 변형과 분류 과정을 거친다 = 535
• 분비성 단백질은 세포외방출에 의해 세포 밖으로 배출된다 = 536
• 세포내도입 경로 = 540
• 특화된 포식세포는 거대입자를 섭취한다 = 541
• 유동액과 거대분자들은 음세포작용에 의해 섭취된다 = 542
• 수용체매개 세포내도입 과정은 동물세포에 특수한 수송경로를 제공한다 = 542
• 세포내로 도입된 거대분자들은 엔도솜에서 분류된다 = 544
• 리소솜은 세포내에서 물질 분해가 일어나는 주된 장소이다 = 545
• 필수 개념 = 547
• 제16장 세포의 정보교환 = 551
• 세포 신호전달의 일반 원리 = 552
• 신호는 원거리와 근거리에 모두 전달된다 = 552
• 각 세포는 과거와 현재의 상태에 따라 제한된 종류의 외부 신호에 반응한다 = 554
• 신호에 대한 세포의 반응은 빠를 수도 느릴 수도 있다 = 556
• 일부 호르몬은 원형질막을 통과하여 세포내 수용체에 결합한다 = 558
• 일부 용해된 기체는 원형질막을 통과하여 세포내 효소를 직접 활성화시킨다 = 559
• 세포표면 수용체는 세포내 신호전달경로를 통하여 세포외 신호를 중계한다 = 560
• 일부 세포내 신호전달 단백질은 분자 스위치로 작용한다 = 562
• 세포표면 수용체는 세 가지 주요 부류로 나누어진다 = 563
• 이온통로 연계수용체는 화학신호를 전기신호로 바꾼다 = 565
• G-단백질연계수용체 = 566
• G-단백질연계수용체(GPCR)에 대한 자극은 G-단백질의 소단위체를 활성화시킨다 = 567
• 일부 세균성 독소는 G-단백질의 활성을 바꿈으로써 질병을 유발한다 = 569
• 일부 G-단백질은 이온통로를 직접 조절한다 = 569
• 많은 G-단백질은 막 결합효소를 활성화시킴으로써 작은 신호분자를 생산한다 = 570
• 고리형 AMP 경로는 여러 효소를 활성화시키며 유전자 발현을 조절한다 = 571
• 이노시톨인지질 경로는 세포내 C$$a^{2＋}$$증가를 촉발한다 = 573
• C$$a^{2＋}$$ 신호는 다양한 생물학적 반응을 유발한다 = 575
• GPCR에 의해 작동되는 세포내 신호전달 연쇄반응은 놀랄만한 속도, 민감성 및 적응성을 갖는다 = 577
• 효소연계수용체 = 578
• 활성화된 수용체 티로신인산화효소(RTK)는 세포내 신호전달단백질 복합체를 불러들인다 = 579
• 대부분의 수용체 티로신인산화효소(RTK)는 단량체 GTP 가수분해효소인 Ras를 활성화시킨다 = 580
• 수용체 티로신인산화효소(RTK)는 인산이노시타이드 3-인산화효소(PI 3-kinase)를 활성화시켜 원형질막에 지방 결합 자리를 만든다 = 582
• 일부 효소연계수용체는 핵으로 가는 빠른 길을 활성화시킨다 = 583
• 세포간 정보교환은 동물과 식물에서 각각 독립적으로 진화하였다 = 583
• 단백질 인산화효소의 네트워크는 정보를 통합하여 복잡한 세포행동을 조절한다 = 588
• 필수 개념 = 589
• 제17장 세포골격 = 595
• 중간필라멘트 = 597
• 중간필라멘트는 강하고 밧줄 같은 구조이다 = 597
• 중간필라멘트는 세포를 강화시켜 물리적 압박을 견디게 한다 = 599
• 핵막은 중간필라멘트로 이루어진 그물망에 의해 지탱된다 = 601
• 미세소관 = 601
• 미세소관은 구조적으로 독특한 말단을 가진 속이 빈 원통형 관이다 = 602
• 중심체는 동물세포에서 주요 미세소관 구성의 중심부이다 = 603
• 성장 중인 미세소관은 동적 불안정성을 보인다 = 604
• 동적 불안정성은 GTP 가수분해에 의해 이루어진다 = 605
• 미세소관의 역동성은 약물에 의해 변화될 수 있다 = 606
• 미세소관은 세포 내부를 체계화한다 = 607
• 운동단백질이 세포내 수송을 이끈다 = 608
• 미세소관과 운동단백질이 세포질에서 세포소기관의 위치를 결정한다 = 609
• 섬모와 편모는 디네인에 의해 움직이는 안정된 미세소관을 가지고 있다 = 610
• 액틴필라멘트 = 614
• 액틴필라멘트는 가늘고 유연하다 = 615
• 액틴과 튜불린은 중합기전이 비슷하다 = 616
• 많은 단백질들이 액틴에 결합하여 액틴의 특성을 변화시킨다 = 618
• 대부분의 진핵세포의 원형질막 아래에는 액틴필라멘트가 풍부한 피질이 존재한다 = 619
• 세포의 포복은 피질액틴에 의해 이루어진다 = 620
• 액틴은 미오신과 결합하여 수축성 기구를 형성한다 = 622
• 세포외부신호가 액틴필라멘트의 배열을 변화시킬 수 있다 = 623
• 근 수축 = 624
• 근 수축은 액틴필라멘트와 미오신필라멘트의 상호작용으로 이루어진다 = 625
• 근 수축 동안 액틴필라멘트는 미오신필라멘트를 활주한다 = 626
• 근 수축은 세포질 C$$a^{2＋}$$의 급상승으로 촉발된다 = 628
• 다른 형태의 근육세포는 다른 기능을 수행한다 = 630
• 필수 개념 = 631
• 제18장 세포분열주기 = 635
• 세포주기에 대한 개요 = 636
• 진핵생물의 세포주기는 일반적으로 네 단계로 이루어진다 = 637
• 세포주기 조절시스템은 세포주기의 주요 과정을 촉발한다 = 638
• 세포주기의 조절은 모든 진핵생물에서 유사하다 = 639
• 세포주기 조절시스템 = 639
• 세포주기 조절시스템은 주기적으로 활성화되는 단백질인산화효소인 Cdk에 의존한다 = 640
• 조개를 이용한 실험에서 알아냄 = 642
• 다른 사이클린-Cdk 복합체는 세포주기의 다른 단계를 촉발한다 = 643
• 사이클린 농도는 전사와 단백질 분해에 의해 조절된다 = 644
• 사이클린-Cdk 복합체의 활성은 인산화와 탈인산화에 의존한다 = 644
• Cdk의 활성은 Cdk 억제 단백질에 의해 억제될 수 있다 = 645
• 세포주기 조절시스템은 다양한 방법으로 세포주기의 진행을 멈출 수 있다 = 645
• G₁기 = 646
• Cdk는 G₁기에서 안정적으로 비활성화되어 있다 = 646
• 마이토젠은 세포분열을 촉진하는 사이클린의 생성을 증가시킨다 = 647
• DNA 손상은 G₁기를 통과하는 것을 잠시 멈추게 한다 = 648
• 세포는 특화된 비분열 상태에 진입함으로써 세포주기를 지연시킬 수 있다 = 649
• S기 = 649
• S-Cdk는 DNA 복제를 시작하고 재복제를 억제한다 = 649
• 불완전한 DNA 복제는 G₂기에서 세포주기를 멈출 수 있다 = 651
• M기 = 651
• M-Cdk는 세포가 M기와 유사분열 단계로 진입하도록 한다 = 651
• 코헤신과 콘덴신은 복제된 염색체를 나누는데 도움을 준다 = 652
• 서로 다른 세포골격 구조물이 각각 유사분열과 세포질분열을 수행한다 = 652
• M기는 단계별로 일어난다 = 653
• 유사분열 = 656
• 중심체는 유사분열 방추사의 양극 형성을 위해 복제된다 = 656
• 유사분열 방추사는 전기에 조립되기 시작한다 = 657
• 염색체는 전중기에서 유사분열 방추사에 부착된다 = 657
• 염색체는 유사분열 방추사가 조립되도록 돕는다 = 659
• 염색체는 중기에 방추사 적도판에 배열된다 = 659
• 단백질 분해가 후기에서의 자매염색분체 분리를 촉발한다 = 660
• 염색체는 후기 동안에 분리된다 = 660
• 방추사가 붙지 않은 염색체는 자매염색분체의 분리를 억제한다 = 661
• 핵막은 말기에 재형성된다 = 662
• 세포질분열 = 662
• 유사분열 방추사가 세포질분열의 위치면을 결정한다 = 663
• 동물세포의 수축환은 액틴과 미오신 필라멘트로 구성된다 = 664
• 식물세포의 세포질분열은 새로운 세포벽 형성을 수반한다 = 664
• 막으로 둘러싸인 세포소기관은 유사분열 과정에서 딸세포로 분배되어야 한다 = 666
• 세포의 수와 크기 조절 = 667
• 세포예정사는 동물세포 수의 조절을 돕는다 = 667
• 세포예정사는 세포내 단백질분해효소의 연쇄반응에 의해 매개된다 = 668
• 세포예정사는 세포내 단백질인 Bcl2 계열에 의해 조절된다 = 670
• 세포 외부의 신호도 세포예정사를 일으킬 수 있다 = 671
• 동물세포는 생존과 성장, 그리고 분열을 위해 세포 외부의 신호를 필요로 한다 = 672
• 생존인자는 세포예정사를 억제한다 = 673
• 마이토젠은 S기로의 진입을 촉진하여 세포분열을 자극한다 = 673
• 성장인자는 세포의 성장을 자극한다 = 674
• 일부 세포외부 신호단백질은 세포의 성장과 분열 또는 생존을 억제한다 = 674
• 필수 개념 = 675
• 제19장 유성생식과 유전학의 힘 = 681
• 성의 이점 = 682
• 유성생식에는 이배체와 반수체 세포 모두가 관여한다 = 682
• 유성생식은 유전적 다양성을 제공한다 = 683
• 유성생식은 변화하는 환경에서 생물체에 경쟁적 이점을 제공한다 = 684
• 감수분열과 수정 = 685
• 감수분열 동안 한차례의 DNA 복제에 뒤이어 두 번의 세포 분열이 일어난다 = 685
• 감수분열은 복제된 상동염색체들의 접합을 필요로 한다 = 686
• 교차는 각 이가염색체에서 복제된 모계염색체와 부계염색체 사이에서 일어난다 = 688
• 염색체의 접합과 교차는 상동염색체들의 적절한 분리를 보장한다 = 690
• 제2차 감수분열은 반수체 딸세포들을 만든다 = 691
• 반수체 세포들은 재배열된 유전정보를 담고 있다 = 692
• 감수분열에도 결점은 있다 = 693
• 수정을 통해 완전한 이배체 유전체가 재구성된다 = 694
• 멘델과 유전법칙 = 695
• 멘델은 불연속적으로 유전되는 형질을 연구재료로 선택하였다 = 696
• 멘델은 유전의 양자택일 이론이 잘못이었음을 증명하였다 = 696
• 멘델의 실험은 우성과 열성 대립유전자의 존재를 밝혔다 = 697
• 각각의 배우자는 각 형질에 대해 하나의 대립유전자만을 가지고 있다 = 698
• 멘델의 분리의 법칙은 모든 유성생식 생물체에 적용된다 = 699
• 서로 다른 형질의 대립유전자들은 독립적으로 분리된다 = 700
• 감수분열 동안 염색체는 멘델의 유전법칙에 따라 행동한다 = 701
• 같은 염색체에 존재하는 유전자들도 교차에 의해 독립적으로 분리될 수 있다 = 704
• 유전자는 돌연변이에 의해 기능을 상실할 수도 있고 새로운 기능을 획득할 수도 있다 = 704
• 우리 모두는 잠재적으로 많은 숫자의 해로운 열성 돌연변이 대립유전자들을 지니고 있다 = 705
• 실험적 도구로서의 유전학 = 706
• 고전적 접근법은 무작위적 돌연변이 유발로 시작되었다 = 706
• 유전검색를 통해 특정 세포기능에 결함을 가진 돌연변이체를 찾는다 = 707
• 치명적 돌연변이의 연구는 조건 돌연변이체를 통해 가능하다 = 709
• 상보성 검사는 두 개의 돌연변이가 같은 유전자 상에 존재하는지를 밝혀준다 = 710
• 신속하고 값싼 DNA 서열결정법은 인간 유전자 연구에 혁명을 불러왔다 = 711
• 유전적 다형성은 우리의 조상으로부터 연관된 블록형태로 유래되었다 = 711
• 유전체 서열은 인간 진화의 역사에 대한 단서를 제공한다 = 712
• 다형성은 질병연관 돌연변이를 찾는데 도움을 줄 수 있다 = 713
• 유전체학은 심각한 선천적 질병을 초래하는 흔치않은 돌연변이의 발견을 가속화시킨다 = 715
• 필수 개념 = 718
• 제20장 세포 공동체 : 조직, 줄기세포, 암 = 723
• 세포외기질과 결합조직 = 724
• 식물세포는 단단한 외부 벽으로 둘러싸여 있다 = 725
• 셀룰로오스 미세원섬유는 식물의 세포벽에 인장강도를 제공한다 = 726
• 동물의 결합조직은 대부분 세포외기질로 구성된다 = 727
• 콜라겐은 동물의 결합조직에 인장력을 제공한다 = 728
• 세포는 자신이 분비하는 콜라겐을 조직화하는 능력이 있다 = 730
• 인테그린은 세포 내부의 세포골격과 세포 외부의 세포외기질을 연결시킨다 = 731
• 다당류와 단백질의 겔은 세포 사이의 간격을 메워주고 압축에 견디게 한다 = 733
• 상피조직의 박판과 세포연접 = 734
• 상피조직의 박판은 분극화되어 있으며 기저판에 접해 있다 = 735
• 밀착연접은 상피조직의 누출을 방지하며 정단면과 기저만을 경계 짓는다 = 737
• 세포골격과 연결된 연접은 상피세포와 상피세포, 그리고 상피세포와 기저판 사이를 단단히 결합시킨다 = 738
• 간극연접은 세포와 세포 사이에서 세포질의 무기이온과 작은 분자의 이동 통로가 된다 = 741
• 조직의 유지와 재생 = 743
• 조직은 여러 종류의 세포가 섞여 구성되어 있다 = 744
• 조직의 재생 비율은 조직마다 차이가 있다 = 746
• 줄기세포는 최종 분화된 세포를 지속적으로 공급한다 = 746
• 줄기세포 집단을 유지하는 데에는 특정 신호가 필요하다 = 748
• 줄기세포는 손실되었거나 훼손된 조직을 회복시키는 데 이용될 수 있다 = 749
• 치료용 클로닝(therapeutic cloning)과 생식적 클로닝(reproductive cloning)은 매우 다른 분야이다 = 751
• 유도만능줄기세포(induced pluripotent stem cell)는 인간의 ES 세포처럼 편리한 재료다 = 752
• 암 = 753
• 암세포는 증식과 더불어 조직을 침투하여 전이된다 = 754
• 역학 연구는 예방할 수 있는 암의 원인을 찾아낸다 = 755
• 암은 돌연변이의 축적에 의해 발생한다 = 756
• 암세포는 다른 세포와의 경쟁에서 우위를 점하도록 진화한다 = 757
• 종양유전자와 종양억제유전자, 두 부류의 유전자가 암에 결정적인 역할을 한다 = 759
• 암의 원인이 되는 돌연변이는 몇 몇 기본적인 경로로 나뉠 수 있다 = 761
• 대장암은 종양억제유전자의 결손이 어떻게 암과 연관되는지를 보여준다 = 761
• 암 세포생물학의 이해로 암 치료의 새로운 방법을 찾을 수 있다 = 762
• 필수 개념 = 766
• 해답 = 771
• 용어해설 = 843
• 찾아보기 = 877