세포막

세포막의 모식도.

“ 세포와 그 바깥의 경계 ”

세포막(한자: 細胞膜)은 모든 생물체의 세포를 둘러싸고 있는 얇고 유연한 막을 의미한다. 원형질막(한자: 原形質膜)이라고 부르기도 한다.

세포막의 가장 기본적인 기능은 세포 외부와 내부를 분리하는 것이다. 모든 세포에서, 세포막은 세포 내부의 원형질을 외부 환경과 분리한다. 한편, 세균, 곰팡이, 식물들은 세포막 바깥쪽에 세포벽이라는 구조를 하나 더 가지고 있다. 세포벽은 세포막보다 단단하기 때문에 세포를 더 단단하게 만들며, 큰 분자의 출입을 막는 역할을 한다.

구조

인지질 이중층의 모식도.

세포막은 인지질 이중층이라는 얇은 층으로 구성되어 있다. 인지질 이중층이란, 말 그대로 인지질이라는 분자가 두 층으로 위치하는 층으로서, 인지질 중 인 부분이 표면에 위치하여 있고, 반대로 지질부분은 인지질층 내부에 위치해 있다. 인은 물과 친하고(친수성), 지질은 물을 밀어내는 특성(소수성)이 있다. 인을 기호로 0, 지질을 기호로 =표현하고 인지질을 0=로 표현할 때, 세포막의 구조는 이렇게 나타낼 수 있을 것이다.
0= =0
0= =0
0= =0
0= =0
0= =0
0= =0
0= =0
0= =0
0= =0
0= =0

세포막에는 인지질 외에도 다른 단백질이나 지질이 위치할 수 있다. 이 덕분에 세포는 여러 물질들을 자유자재로 세포 밖으로 내보내거나, 안으로 들여보낼 수 있는 것이다. 인지질층을 집 주위를 둘러싸고 있는 벽돌 담으로 비유했을 때, 이러한 단백질이나 지질 등은 손님이 들어오거나 나갈 수 있게 만들어진 대문이라고 할 수 있다.

기능

전자현미경(TEM)으로 살펴본 지질 소포의 단면. 지질이 두 개의 층으로 나열되어 원 모양으로 배열된 모습이 선명하게 보인다. 세포막도 이와 유사한 구조를 하고 있다.(세포막에는 단백질 등 부가적인 물질들이 더 있다.)

세포가 살기 위해서는 세포 내외로 출입하는 물질들을 통제하여 항상성을 유지해야 한다. 물질이 세포막을 통과하는 방식은 크게 두가지로 나눌 수 있다. 그 중 한 가지는 수동수송으로서, 세포 에너지를 소모하지 않고 저절로 들어오거나 나가는 것이며, 나머지 하나는 능동수송으로, 세포 에너지를 소모하여 강제적으로 물질이 들어오거나 나가도록 만드는 것이다.

세포막에 있는 단백질

세포막에 위치한 단백질은 세포막에 여러 가지 기능을 부여한다. 이 단백질들은 주로 화학물질이나 세포에 대한 정보를 막 내부나 외부로 전달하는 역할을 한다.

세포막에는 여러 종류의 단백질들이 위치한다. 먼저, 세포막 표면에 위치한 단백질은 집의 대문처럼 화학물질이 세포 내부나 외부로 이동할 수 있도록 해 준다. 인간의 몸 속에 있는 단백질체 중 1/3은 이 종류이다. 이 중 어떤 단백질들은 세포막 외부까지 연결되어있다. 이러한 종류의 단백질의 대표적인 예로는 CD59가 있다. CD59는 면역세포에게 "나는 정상적인 세포이므로 공격하지 말라"는 신호를 보내서 면역세포가 자기 자신의 세포를 공격하지 않도록 한다.