세포 관찰 시에 포르말린이 세포를 고정하는 원리는?

Question

안녕하세요. 광학현미경을 이용해서 세포를 관찰하려고 할 때 가장 첫번째로 하는 것이 포르말린을 처리해서 리소좀의 가수분해효소가 방출되는 것을 억제하는 과정이라고 하는데요, 포르말린으로 세포를 어떻게 고정하는 것인가요?

Answer 1

네, 질문해주신 것처럼 세포를 관찰할 때에는 포르말린을 처리하여 세포를 고정합니다. 포르말린의 주성분인 포름알데히드는 작은 알데히드 분자로, 세포 내 단백질의 아미노기(-NH₂)와 반응하여 공유 결합을 형성하는데요, 이러한 결합은 단백질들을 서로 연결하여 3차원 구조를 안정화시키고, 리소좀에서 나오는 가수분해효소가 세포 구조를 파괴하는 것을 억제합니다. 또한 단백질들이 그물망처럼 서로 교차 결합되면서 세포 전체의 형태와 내부 구조가 실제 살아있는 상태와 유사하게 보존되기 때문에, 결과적으로 세포는 고정되어 현미경 관찰이 가능하며 장기간 보존할 수 있는 것입니다. 감사합니다.

Answer 2

세포 관찰을 위해 포르말린을 이용해 세포를 고정하는 원리는 단백질의 교차 결합(cross-linking)을 유도하는 것입니다. 포르말린의 주성분인 포름알데히드 분자가 세포 내의 아미노산(특히 라이신)과 반응하여 공유 결합을 형성합니다. 이러한 공유 결합은 단백질 분자들을 서로 연결시키는 다리 역할을 하여 단백질의 3차원 구조를 안정화시키고 효소의 활성을 억제합니다. 따라서, 리소좀에서 효소가 방출되어 세포의 구조를 파괴하는 것을 막을 수 있습니다. 결과적으로 세포는 원래의 형태를 유지한 채로 고정되며, 이는 현미경 관찰을 위한 장기간의 보존을 가능하게 합니다.

Answer 3

단백질의 교차결합 원리를 이용한 것입니다.

이 과정을 통해 세포가 원래의 형태를 유지하도록 하고, 리소좀의 가수분해효소로 인해 세포가 스스로 파괴되는 것을 막아줍니다.

포르말린의 주성분인 포름알데히드는 작고 반응성이 높은 알데히드 분자입니다.

이 분자는 세포 내의 단백질과 아미노산에 있는 아미노기(-NH2), 카르복실기(-COOH) 등과 공유 결합을 형성하여 단백질 분자들을 서로 연결합니다.

이처럼 여러 단백질 분자가 그물망처럼 서로 교차 결합되면 세포의 구조가 전체적으로 단단해지고 안정화되게 되고, 그래서 리소좀이 파괴되어 가수분해효소가 방출되는 것을 막아 세포가 스스로 분해되는 것을 방지하는 것입니다.

또한 단백질들이 제자리에 고정되면서 세포의 전체적인 형태와 내부 구조가 실제 살아있는 상태와 유사하게 보존되는 것입니다.