학문
모든 물질의 최소단위의 세포는 그 구성원이 동일한가?
인간이나 다른 동물, 식물 등 세상의 모든 생물들의 세포를 가장 낮은 구성요소로 쪼개면 궁극적으로 동일하지않은지 궁금해서 질문합니다.
4개의 답변이 있어요!
결론부터 말씀드리면, 어떤 수준에서 바라보느냐에 따라 답이 달라집니다.
세포는 수준에 따라 동일성이 다른데, 세포 소기관 수준에서는 식물의 엽록체나 세포벽처럼 생물군마다 고유한 부품이 있어 완벽히 같다고 할 수는 없습니다.
하지만 더 작게 쪼개어 분자 수준으로 내려가면 모든 생명체는 DNA와 단백질, 탄수화물이라는 공통된 설계도와 재료를 공유하고 있습니다. 여기서 더 나아가 원소 수준까지 쪼개면 인간, 동물, 식물 모두 탄소(C), 수소(H), 산소(O) 등 동일한 원자들로 구성됩니다.
한 발 더 나아가 양자 역학적 입자 단위에서는 생물과 무생물의 구분조차 사라지며 우주의 모든 물질은 완전히 동일한 기본 입자로 이루어져 있죠.
결론적으로 생물들은 같은 기본 입자와 원소라는 벽돌을 사용하지만, 그 배열 방식인 세포 구조에서 차이가 생겨 서로 다른 모습으로 나타나는 것입니다.
안녕하세요. 이상현 전문가입니다.
세포를 더 작은 수준으로 나누면 대부분 물이나 단백질, 지질, DNA 같은
공통분자로 이루어져 있고, 그 분자들 역시 탄소나 수소,
산소나 질소같은 동일한 원자로 구성되어 있어서,
생물의 근본 재료는 상당 부분 공통된다고합니다.
다만 세포 종류마다 유전자 발현과 단백질 조성이 달라서
신경세포나 식물세포, 근육세포처럼 구조와 기능은 크게 달라지고,
이는 같은 재료로 서로 다른 기계를 만드는것과 비슷한 원리입니다.
감사합니다.
안녕하세요.
네, 인간, 동물, 식물, 심지어 박테리아까지 살아 있는 생명체들의 세포를 계속 더 작은 수준으로 분해해 들어가면, 상당 부분 공통된 구성 원리와 공통된 화학적 재료를 공유하고 있습니다. 우선 세포는 생물의 기본 단위이며, 세포를 더 작은 수준으로 나누어 보면 세포 → 세포소기관 → 생체분자 → 원자가 됩니다. 예를 들어 인간 세포든 식물 세포든 내부에는 막, 단백질, 핵산, 당, 지질 같은 생체분자들이 들어 있는데요, 이 생체분자들을 더 쪼개면 탄소, 수소, 산소, 질소, 인, 황과 같은 원자들로 이루어져 있으며, 이처럼 원자 수준까지 내려가면 생물 대부분은 공통적으로 같은 종류의 원소들을 사용합니다. 이것은 지구 생명체가 공통 조상에서 진화했기 때문이라고 봅니다.
또한 유전 물질도 공통적인데요, 인간, 나무, 곤충, 균류 대부분은 DNA를 유전 정보 저장 매체로 사용합니다. 단백질도 기본적으로 20종의 아미노산을 조합해 만들며, 세포막도 대부분 인지질 기반의 막 구조를 가집니다. 에너지도 상당수 생명체가 ATP를 사용하기 때문에 생명의 기본 설계도는 꽤 비슷하다고 말할 수 있습니다. 하지만 완전히 같은 것은 아닌데요, 예를 들어 식물 세포는 엽록체와 세포벽이 있지만 동물 세포에는 없습니다. 박테리아는 핵막이 없는 원핵세포이고, 인간 세포는 핵이 있는 진핵세포입니다. 세포막을 구성하는 지질 조성, 단백질 종류, 유전자 배열, 대사 경로도 종마다 다릅니다. 정리해보자면 기본 재료는 비슷하지만, 조립 방식과 구조, 사용 목적은 매우 다양하게 진화한 것입니다. 감사합니다.
모든 생물체의 세포를 화학적 수준에서 가장 작은 단위까지 분해하면 탄소, 수소, 산소, 질소와 같은 동일한 기본 원소들로 구성되어 있습니다. 생명체를 구성하는 유기 화합물인 단백질, 지질, 핵산, 탄수화물 역시 근본적으로는 이 원소들이 결합한 형태이기에 물리적인 구성 원소 자체는 차이가 없습니다. 다만 이 원소들이 결합하여 형성하는 분자의 구조와 배열 순서 그리고 그로부터 발현되는 유전 정보와 화학 반응의 기제가 각 생물 종마다 고유하게 설계되어 있을 뿐입니다. 따라서 원자 수준에서의 구성 성분은 동일하지만 그 구성 성분들이 모여 만드는 구조적 정보와 기능적 특성은 개체마다 다릅니다.