Cell membranes are way more complicated than you think - Nazzy Pakpour

번역: Hyunsu Chae 검토: Jihyeon J. Kim

Cell membranes are structures of contradictions.

세포막은 모순되는 구조를 갖고 있습니다.

These oily films are hundreds of times thinner than a strand of spider silk,

이 기름진 필름은 거미줄 한 가닥보다 수백 배 얇습니다.

yet strong enough to protect the delicate contents of life:

하지만 생명을 구성하는 연약한 물질들을 보호할 정도로 강합니다.

the cell's watery cytoplasm, genetic material, organelles,

세포의 수분이 있는 세포질, 유전 물질, 세포 기관

and all the molecules it needs to survive.

그리고 살아남는 데 필요한 모든 분자들을 말입니다.

How does the membrane work, and where does that strength come from?

세포막은 어떻게 동작하는 것을까요? 이런 힘은 어디서 오는 것일까요?

First of all, it's tempting to think of a cell membrane

우선, 처음에는 세포막이

풍선의 팽팽한 표면과 같을 것이라고 생각될 수 있습니다.

like the tight skin of a balloon,

but it's actually something much more complex.

하지만 사실 세포막은 이보다 훨씬 복잡합니다.

In reality, it's constantly in flux,

실제로는 세포막은 끊임없이 유동적입니다.

shifting components back and forth to help the cell take in food,

구성 물질들을 앞뒤로 움직이며 세포의 음식물 섭취를 돕고,

remove waste,

폐기물을 제거하고,

let specific molecules in and out,

특정 분자들이 출입할 수 있도록 하며,

communicate with other cells,

다른 세포들과 통신하고,

gather information about the environment,

주변 환경에 대한 정보를 모으며,

and repair itself.

고장난 곳을 자체적으로 수리합니다.

The cell membrane gets this resilience, flexibility, and functionality

세포막은 이러한 탄력성, 유연성과 기능성을

by combining a variety of floating components

다양한 부동 구성 요소를 결합함으로써 얻습니다.

in what biologists call a fluid mosaic.

생물 학자들은 이를 유동 모자이크(fluid mosaic)라고 부릅니다.

유동 모자이크의 주된 구성 요소는

The primary component of the fluid mosaic

is a simple molecule called a phospholipid.

인지질(phospholipid)이라고 불리는 간단한 분자입니다.

A phospholipid has a polar, electrically-charged head,

인지질은, 전하를 띄며 물을 끌어 당기는 극성의 머리와

which attracts water,

and a non-polar tail, which repels it.

물을 미뤄내는 비극성 꼬리를 가지고 있습니다

They pair up tail-to-tail in a two layer sheet

꼬리와 꼬리가 짝을 지어 2층의 판으로 이루어져 있으며,

just five to ten nanometers thick that extends all around the cell.

이렇게 단지 5에서 10나노미터의 두께로 세포를 둘러싸고 있습니다.

The heads point in towards the cytoplasm

안 쪽의 머리는 세포질을 향하여 있고,

and out towards the watery fluid external to the cell

바깥 쪽의 머리는 세포 외부의 수분을 향하고 있으며,

with the lipid tails sandwiched in between.

그 사이에 지질의 꼬리가 끼어 있습니다.

이 이중층은 식물성 기름과 같은 온도로 내부 온도가 일관성을 갖으며

This bilayer, which at body temperature has the consistency of vegetable oil,

is studded with other types of molecules,

다른 종류의 분자들이 박혀있습니다.

including proteins,

그 중에 단백질,

carbohydrates,

탄수화물,

and cholesterol.

그리고 콜레스테롤이 있습니다.

콜레스테롤은 세포막이 적절한 유동성을 유지하도록 합니다.

Cholesterol keeps the membrane at the right fluidity.

It also helps regulate communication between cells.

또한 세포 간의 통신을 규제하는 것을 돕습니다.

Sometimes, cells talk to each other

때때로 세포들은 서로 통신할 수 있습니다.

by releasing and capturing chemicals and proteins.

화학 물질과 단백질을 방출하고 포집함으로써 말입니다.

The release of proteins is easy,

단백질을 방출하는 것은 쉽지만,

but the capture of them is more complicated.

포집하는 것은 어렵습니다.

That happens through a process called endocytosis

이 것은 세포 내 섭취(endocytosis)라고 불리는 과정을 통해 일어납니다.

막의 일부분이 물질들을 빨아 들이고,

in which sections of the membrane engulf substances

and transport them into the cell as vesicles.

이 물질들을 소포(vesicle)로서 세포 내로 수송합니다.

물질들이 방출되면,

Once the contents have been released,

소포는 재활용되어 세포막으로 돌아갑니다.

the vesicles are recycled and returned to the cell membrane.

The most complex components of the fluid mosaic are proteins.

유동 모자이크의 구성 요소 중 가장 복잡한 것은 단백질입니다.

단백질의 주된 역할 중 하나는

One of their key jobs is to make sure

that the right molecules get in and out of the cell.

적절한 분자가 세포를 출입하고 있는지 확인하는 것입니다.

Non-polar molecules, like oxygen,

극성이 없는 분자,

예를 들어 산소, 이산화탄소,

carbon dioxide,

and certain vitamins

그리고 특정 비타민은

can cross the phospholipid bilayer easily.

인지질 이중층을 쉽게 통과할 수 있습니다.

But polar and charged molecules can't make it through the fatty inner layer.

하지만 극성 분자나 하전된 분자는 내부의 지방층을 통과 할 수 없습니다.

Transmembrane proteins stretch across the bilayer to create channels

막관통 단백질은 채널을 만들기 위해 이중층을 가로 질러 늘어나 있습니다.

that allow specific molecules through, like sodium and potassium ions.

그리고 나트륨과 칼륨 이온과 같은 특정 분자들이 통과할 수 있도록 합니다.

Peripheral proteins floating in the inner face of the bilayer

이중층의 안쪽 표면에 부유하는 외재성 단백질은

help anchor the membrane to the cell's interior scaffolding.

세포의 내부 발판에 세포막을 고정시키는 것을 돕습니다.

세포막의 다른 단백질들은 서로 다른 이중층을 결합하는 데 도움이 됩니다.

Other proteins in cell membranes can help fuse two different bilayers.

That can work to our benefit, like when a sperm fertilizes an egg,

이 것은 정자와 난자가 수정될 때처럼 우리에게 유익할 때가 있지만,

but also harm us, as it does when a virus enters a cell.

바이러스가 세포에 들어갈 때와 같이 우리에게 해를 끼칠 때도 있습니다.

And some proteins move within the fluid mosaic,

그리고 일부 단백질들은 액체 모자이크 안에서 움직이며

coming together to form complexes that carry out specific jobs.

함께 모여 특정 작업을 수행하는 복합체를 형성합니다.

For instance, one complex might activate cells in our immune system,

예를 들어, 하나의 복합체가 우리의 면역 체계 내의 세포를 활성화시키고

then move apart when the job is done.

작업이 완료되면 분리 될 수 있습니다.

Cell membranes are also the site of an ongoing war

세포막은 전쟁이 진행되고 있는 현장이기도합니다.

between us and all the things that want to infect us.

우리와 우리를 감염시키고자 하는 모든 것의 전쟁말입니다.

In fact, some of the most toxic substances we know of

사실, 우리가 알고 있는 독성이 강한 물질 중의 일부는

are membrane-breaching proteins made by infectious bacteria.

감염 박테리아에 의해 만들어진 막 파괴 단백질입니다.

These pore-forming toxins poke giant holes in our cell membranes,

이 독소는 우리 세포막에 거대한 구멍을 뚫어

causing a cell's contents to leak out.

세포 안의 내용물이 누출되게 합니다.

Scientists are working on developing ways to defend against them,

과학자들은 이 것들로부터 우리를 방어하기 위한 방법들을 개발하고 있습니다.

예를 들어, 나노 스펀지를 사용해

like using a nano-sponge that saves our cells

세포막에 유해한 독소를 흡수시켜 세포를 보호하는 방법이 있습니다.

by soaking up the membrane-damaging toxins.

The fluid mosaic is what makes all the functions of life possible.

유동 모자이크는 모든 삶의 기능을 가능하게 하는 것입니다.

Without a cell membrane, there could be no cells,

세포막이 없이는 세포가 있을 수 없습니다.

and without cells, there would be no bacteria,

그리고 세포가 없이는 박테리아도 있을 수 없으며,

no parasites,

기생물도,

no fungi,

균류도,

no animals,

동물도,

and no us.

우리도 있을 수 없습니다.