소낭

소낭(vesicle)은 지질막으로 감싸진 작은 구형의 구조체로, 대략 20-400 nm 정도의 직경을 보이며, 골지체(golgi apparatus), 소포체(Endoplasmic reticulum), 지질막의 세포내섭취작용(Endocytosis)을 통해 주로 생성된다. 주요 기능은 세포 내외로 물질을 이동하고 전달하는 것으로 알려져 있다.

목차

소낭은 지질막으로 감싸진 작은 구형의 구조체이다. 소낭의 지질막은 하나 이상으로 구성된 지질이중층(lipid bilayer)이며, 소낭의 직경은 대략 20-400 nm인 것으로 알려져 있다. 대부분의 소낭은 골지체, 소포체, 지질막의 내포작용을 통해 생성되는 것으로 알려져 있다. 소낭의 지질막은 인지질(phospholipid) 이중층으로 구성되어 있기 때문에, 지질층을 가진 다른 구조체와 쉽게 결합할 수 있는 능력이 있다. 따라서 소낭은 세포 내외 물질 이동을 담당하고 있다.

그림 1. 소낭의 단면 구조 (출처: 한국미생물학회)

소낭은 세포액이 지질막에 둘러싸인 구조를 가지고 있다. 소낭을 둘러싼 지질막은 세포막과 유사한 라멜라 구조(lamellar phase)를 이루고 있기 때문에, 소낭의 내부는 세포질과는 독립적인 공간으로 존재하게 된다. 이런 구조적 특이성으로 인해, 세포 내에서 생성된 다양한 물질은 소낭에 둘러싸여 안정화되며, 소낭의 세포외배출작용(Exocytosis)과 세포내섭취작용(endocytosis)를 통해 세포 외부 및 내부로의 이동과 수송이 가능하게 된다.

그림 2. 소낭을 이용한 세포 밖 물질의 흡수(endocytosis) (출처: )

세포 내 소낭(intracellular vesicle)은 세포 내에서 생성된 물질을 세포질에서 세포막(cytoplasmic membrane)으로 전달하고, 전달된 물질은 세포 외 소낭(extracellular vesicle)을 통해 세포 밖으로 방출한다. 또한 세포 내 소낭은 세포 내 소기관으로도 물질을 이동하게 하는 역할을 한다. 고등생물에서는 호르몬, 신경전달물질 등이 소낭을 통해 세포 간 전달되며, 미생물 간에는 핵산, 항생물질, 독성물질, 병원성 물질 등이 소낭을 통해 전달된다.

그림 3. 소낭을 이용한 세포 내 물질의 방출(exocytosis) (출처: )

물질 전달과 수송 이외에도 다양한 기능이 보고되고 있다. 세포 독성 물질을 격리시키거나, 세포 내에서 발생한 폐기물을 저장 · 수송하기도 한다. 소낭 내에서는 독립적으로 대사 · 화학작용이 일어날 수 있기 때문에, 외부에서 침입한 병원성 미생물을 용해하거나, 세포 내로 유입된 거대 분자가 분해 · 소화되기도 한다. 또한 식물세포에서는 팽압을 유지하는 역할도 한다.

세포 소기관으로 역할을 하는 소낭으로, 액포의 내부는 물로 가득 차있다. 식물세포에서의 액포는 팽압 유지 및 영양소 저장 역할을 한다. 원생생물의 수축포는 체액을 세포 밖으로 배출함으로써, 체내 삼투압을 일정하게 유지하는 역할을 한다.

리소좀은 세포 내 식세포작용을 담당하고 있다. 세포내섭취작용을 통해 세포 내로 병원 미생물 또는 영양소가 유입되면, 리소좀과 결합하여 리소좀에 존재하는 다양한 효소에 의해 가수분해된다. 리소좀의 식세포작용은 세포의 노폐물과 세포소기관을 제거하는 자가포식(autophagy)에서도 중요한 역할을 담당한다. 손상된 세포소기관의 막과 리소좀의 막이 결합하여 자가포식작용을 하게 된다.

소포체의 리보좀에서 생성된 단백질은 골지체에서 가공되는데, 이 때 소포체에서 골지체로의 단백질 운반을 담당한다. 또한 가공 · 완성된 단백질은 수송소낭을 통해 리소좀, 퍼옥시좀(Peroxisome), 세포막, 세포 외 등으로 이동하게 되는데, 이 때 수송소낭이 그 역할을 한다.

세포 밖으로 물질을 방출하는 역할을 한다. 신경세포의 말단에 위치한 시냅스 소포(synaptic vesicle)는 신경전달물질을 저장하고 있다가, 전기적 신호에 반응하여 신경전달물질을 인접한 신경세포로 방출하게 된다. 동물의 내분비 기관에서 생성된 호르몬 역시 분비소낭에 저장되어 있다가 신호에 따라 혈액으로 방출하게 된다. 미생물 간 신호전달을 위한 신호전달물질 역시 막소포(membrane vesicle)을 통해 방출하게 된다. 그람음성균(gram-negative bacteria)과 그람양성균(gram-positive bacteria) 모두 막소포를 방출하는 것으로 알려져 있으며, 미생물의 막소포에는 핵산, 독성물질, 지질단백질, 효소 등이 존재하며, 인접한 미생물로 전달되어 미생물의 생리활성에 영향을 미치는 것으로 보고되고 있다.

소포체(Endoplasmic reticulum), 세포내섭취작용(Endocytosis), 골지체(golgi apparatus), 세포막(cytoplasmic membrane), 리소좀(Lysosome), 퍼옥시좀(Peroxisome), 그람음성균(gram-negative bacteria), 그람양성균(gram-positive bacteria)

김민수/충남대학교

김민규/한국원자력연구원