식물세포의 구조와 DNA의 구조에 대해 알아보자?

식물의 구성이란?

식물은 세포 → 조직 → 조직계 → 기관 → 개체로 구성되어 있다.

 

식물세포의 구조?

핵 – DNA가 들어있고 유전 형질발현에 중요한 역할을 한다. 생장, 유전의 핵심적 기능을 수행한다.

 

엽록체 – 광합성 색소와 이산화탄소를 고정하는 효소가 있고 빛에너지를 흡수하여 광합성을 하며 2중막 구조에 자기 증식을 한다.

 

미토콘드리아 – 호흡에 관여하고 ATP를 합성한다. 2중막 구조와 자기 증식이 가능하다.

 

리보솜 – 단백질 합성 장소이고 막이 없는 과립모양의 구조물이다.

 

세포막 – 인지질 2중구조에 단백질이 사이사이에 있고 유동모자이크 구조로 되어있다.

 

액포 – 식물세포에 존재하고 단일막 구조이며 성숙세포일수록 크다. 삼투압을 조절하는 역할을 하며 액포속 세포액에는 유기산과 무기염류가 있다.

 

세포벽 – 식물의 골격 역할을 하고 식물세포에 있는 전투과성 막으로 주성분은 셀롤로스, 펙티, 리그닌이다.

 

식물조직은 비슷한 형태를 가진 세포가 모여 조직을 형성하고 세포분열이 일어나는 분열조직과 영구조직으로 구성되어 있다. 분열조직은 길이 생장과 부피 생장을 시킨다. 영구조직은 분열능력이 없고 표피조직, 기계조직 등이 있다.

 

식물조직계는 표피조직계, 관다발조직계, 기본조직계로 구성되어 있다. 표피조직계는 수분조절과 식물체 내부 보호역할을 한다. 관다발조직계는 물관부와 체관부로 되어있다. 기본조직계는 물질대사를 하는 유조직과 식물체를 지지하는 기계조직으로 구성되어 있다.

 

세포내 분자는 단백질, 탄수화물, 지질, 핵산으로 구성되어 있다. 탄수화물은 에너지원이며 단당류, 이당류, 다당류가 있다. 단백질은 호르몬의 성분으로 물질대사와 생리기능 조절에 중요한 역할을 한다. 20종류의 아미노산이 단백질 기본단위이고 아미노산은 펩타이드 결합에 의해 연결되어 있다. 지질은 세포막과 호르몬의 구성 성분이고 중성지방, 인지질, 스테로이드가 있다. 핵산은 유전정보를 저장하고 전달하는 역할을 하고 DNA와 RNA가 있다.

 

체세포분열 : 체세포의 DNA를 복제하여 딸세포에게 균등하게 분배하고 하나의 체소포가 2개의 딸세포를 형성한다. 파손된 세포를 교체하여 상처를 치유하는 역할을 한다. 전기에는 염색사가 압축, 포장되어 염색체 구조로 된다. 중기에는 방추사가 염색체의 동원체에 부착된다. 후기에는 자매염색분체가 분리되어 반대극으로 이동한다. 말기에는 세포분열이 일어나 2개의 딸세포가 형성된다.

 

감수분열 : 생식기관의 생식모세포에서 이뤄지며 연속적인 두 번의 분열을 한다. 1분열은 생식모세포의 상동염색체가 분리하여 반수체 딸세포가 형성되는 감수분열 과정이다. 2분열은 반수체 딸세포의 자매염색분체가 분리하여 같은 반수체 딸세포를 만드는 분열이다. 두 번의 분열과정을 거치면 1개의 생식모세포에서 4개의 반수체 딸세포가 생긴다. 이것을 유전적 다양성이라고 한다. 감수분열로 생긴 암수개체가 수정하여 염색체수가 일정하게 유지된다. 이를 염색체수의 영속성이라고 한다.

 

염색체는 생물을 구성하는 기본단위인 세포 안에 들어있다. DNA와 단백질로 구성되어 있다.

 

DNA의 구조?

두가닥의 2중나선구조로 되어 있고 염기와 염기의 상보적 결합에 의해 염기쌍을 이루고 있다. 진핵생물의 염색체는 DNA와 히스톤단백질이 결합하여 뉴클레오솜을 형성하고 나선형 섬유를 구성하여 염색체를 구성한다. 핵 안의 DNA는 세포분열 전에는 염색질로 존재하고 세포분열할 때 염색체 구조가 나타난다. 진핵세포 유전자 DNA는 단백질을 지정하는 엑손과 단백질을 지정 안하는 인트론이 있다.

 

핵산 : 뉴클레오타이드가 길게 연결된 폴리뉴클레오타이며 DNA와 RNA가 있다. DNA가 유전물질이고 발현될 때 RNA가 나타난다. 유전자는 염색체를 통해 다음 세대로 전해진다.

 

트랜스포존 : 게놈의 한 장소에서 다른 장소로 이동하여 삽입되는 DNA유전자이다. 염색체 상의 일정한 위체에 고정되어 있다. 원핵생물과 진핵생물에 폭넓게 분포하고 종류가 많고 돌연변이의 원인이 된다. 절단과 이동은 전이효소에 의해 촉매되고 전이효소유전자는 트랜스포존 내에 있다.

 

플라스미드: 박테리아 세포의 핵양체 이외의 고리모양의 두가닥 DNA가 여러개 존재한다. 이것을 플라스미드라고 한다. 크기가 다양하게 있고 항생제와 제초제 저항성 유전자가 있다.

 

유성생식: 생식모세포가 감수분열해서 암수 배우자를 형성한다. 배우자가 수정에 의해 접합자를 만드는 생식법이다. 포자체세대는 감수분열에 의해 배우체세대로 바뀌고 배우체세대는 수정에 의해 포자체세대로 넘어간다. 감수분열과 수정과정에서 유전변이가 생긴다. 자식성작물은 자식에 의해 번식하는 작물이고 자가수정을 한다. 세대가 진행됨에 따라 개체의 유전자형이 동형접합체로 된다. 타식성작물은 타가수정을 하고 타식으로 번식하는 작물이고 세대가 진행되더라도 개체의 유전자형은 이형접합체로 남는다.

 

아포믹시스 : 수정과정 없이 배를 형성하여 종자가 형성되어 번식되는 것이다. 아포믹시스에 의해 생긴 종자는 수정과정이 없기 때문에 종자 형태를 가진 영양계로 취급하고 영양계는 다음 세대에 유전분리가 일어나지 않는다. 배를 만드는 세포에 따라 위수정생식, 복상포자생식, 무포자생식 등으로 구분된다.

 

영양번식 : 생식세포를 만들지 않고 체세포의 일부가 증식하여 다음 세대의 개체로 되는 것이다. 돌연변이가 일어나지 않는 한 유전적 특성이 동일하여 우량품종이 계속 증식이 가능하다.