1.광합성
광합성은 빛 에너지를 화학 에너지로 변환하기 위해 식물과 다른 유기체에 의해 사용되는 과정으로, 나중에 세포 호흡을 통해 유기체의 대사 활동을 촉진하기 위해 방출될 수 있다.이 화학 에너지는 이산화탄소와 물로부터 합성된 설탕과 같은 탄수화물 분자에 저장된다.대부분의 경우 산소는 폐기물로도 배출된다. 대부분의 식물, 조류, 남세균은 광합성을 하는데, 이는 지구 대기의 산소 함량을 생성하고 유지하는 데 큰 역할을 하며, 지구상의 생명체에 필요한 대부분의 에너지를 공급한다.광합성에는 4가지 단계가 있다. 광흡수, 전자전달, ATP 합성, 탄소 고정,빛 흡수는 틸라코이드 막의 단백질에 부착된 엽록소 색소에 의해 빛 에너지가 흡수되는 광합성의 초기 단계이다.흡수된 빛 에너지는 1차 전자수용체(Quinone)에서 1차 전자수용체(Quinone)로 전자를 제거하기 위해 사용된다.두 번째 단계에서 전자는 일련의 전자담체를 통해 퀴논 1차 전자수용체로부터 최종 전자수용체에 도달할 때까지 이동하는데, 이는 일반적으로 NADP+의 산화 형태이며, 광계 I(PSI)라고 불리는 단백질 복합체에서 일어나는 과정인 NADPH로 환원된다. 전자의 이동은 스트로마에서 틸라코이드 막으로의 양성자(또는 수소)의 이동과 결합되는데, 이는 스트로마에서보다 수소가 내강에서 더 집중되면서 막을 가로질러 pH 구배를 형성한다. 이는 호기성 호흡에서 미토콘드리아 내막을 가로질러 생성되는 양성자-운동력과 유사하다.광합성의 세 번째 단계에서, ATP 생성효소를 통해 틸라코이드 루멘에서 스트로마로 양성자의 농도 구배를 내려가는 움직임은 동일한 ATP 생성효소에 의해 ATP의 합성과 결합된다.2단계와 3단계에서 각각 광의존 반응에 의해 생성된 NADPH와 ATP는 대기 중 이산화탄소를 광의존(또는 암흑) 반응의 순서로 리불로스 비스포사이드(RuBP)와 같은 기존의 유기 탄소 화합물에 고정시킴으로써 포도당의 합성을 촉진하는 에너지와 전자를 제공한다.캘빈 사이클을 예고했다.
2.셀 시그널링
셀 시그널링(cell signaling)는 세포가 환경과 함께 신호를 수신, 처리, 전송하는 능력이다.신호는 빛, 전기 펄스, 열과 같은 비화학적인 것일 수도 있고, 수용체와 상호작용하는 화학 신호(또는 리간드)일 수도 있는데, 이는 다른 세포의 세포막에 박혀 있거나 세포 깊숙한 곳에 위치할 수도 있다.화학신호에는 일반적으로 4가지 종류가 있다: autocrine, paracrine, juxtacrine, hormone.자가분비 신호에서 리간드는 그것을 방출하는 동일한 세포에 영향을 미친다. 예를 들어, 종양 세포는 자기 분열을 시작하는 신호를 방출하기 때문에 통제할 수 없이 번식할 수 있다. 파라클린 신호전달에서 리간드는 주변 세포로 확산되어 영향을 미친다. 예를 들어, 뉴런이라고 불리는 뇌세포는 다른 뉴런이나 근육 세포와 같은 인접한 세포의 수용체와 결합하기 위해 시냅스 구분을 통해 확산되는 신경전달물질이라고 불리는 리간드를 방출한다. 병렬 신호 전달에서 신호 전달과 반응하는 세포 사이에 직접적인 접촉이 있다. 마지막으로, 호르몬은 동물의 순환계나 식물의 혈관계를 통해 목표 세포에 도달하는 리간드이다. 일단 리간드가 수용체와 결합하면 수용체의 종류에 따라 다른 세포의 행동에 영향을 미칠 수 있다. 예를 들어, 인트로피틱 수용체와 결합하는 신경전달물질은 표적 세포의 흥분성을 변화시킬 수 있다. 다른 유형의 수용체로는 단백질 키나아제 수용체(예: 인슐린 호르몬 수용체)와 G 단백질 결합 수용체가 있다. G 단백질 결합 수용체의 활성화는 두 번째 메신저 캐스케이드를 시작할 수 있다. 화학적 또는 물리적 신호가 일련의 분자 사건으로 세포를 통해 전달되는 과정을 신호 변환이라고 한다.
3.세포주기
세포 주기는 세포가 두 개의 딸 세포로 분리되도록 하는 일련의 사건이다. 이러한 사건에는 DNA와 일부 기관지의 중복, 세포질 분열이라고 불리는 과정에서 세포질이 두 개의 딸 세포로 분할되는 것이 포함된다.진핵생물(즉, 동물, 식물, 균류, 원생생물)에서는 세포 분열의 두 가지 뚜렷한 유형이 있다: 유사분열과 감수분열.유사분열은 복제된 염색체가 두 개의 새로운 핵으로 분리되는 세포 주기의 일부이다. 세포 분열은 염색체의 총 수가 유지되는 유전적으로 동일한 세포를 발생시킨다. 일반적으로 핵분열은 DNA가 복제되는 단계(interphase)의 S단계에 선행하며, 종종 세포질, 세포막, 세포막을 이들 세포 구성 요소의 대략 동일한 부분을 포함하는 두 개의 새로운 세포로 나누는 텔로페이즈(telophase)와 사이토카인시스(cytokinesis)가 뒤따른다. 유사분열의 다른 단계들은 모두 동물 세포 주기의 유사분열 단계를 정의한다.세포주기는 단세포 수정란이 성숙한 유기체로 발달하는 중요한 과정이며, 머리카락, 피부, 혈구, 그리고 일부 내부 장기가 새로워지는 과정이다. 세포 분열 후, 각각의 딸 세포는 새로운 주기의 상호 작용을 시작한다. 감수분열은 유사분열과 달리 한 번의 DNA 복제를 거쳐 두 번의 분열로 4개의 반배체 딸세포를 생성한다.상동 염색체는 1차 분열( 감수분열 I)에서, 자매 염색체는 2차 분열( 감수분열 II)에서 분리된다. 이러한 세포 분열 주기는 둘 다 생애 주기의 어느 시점에서 성적 생식의 과정에 사용된다. 둘 다 마지막 진핵생물 공통 조상에 존재하는 것으로 여겨진다.원핵생물(즉, 고균과 박테리아)도 세포 분열(또는 이원 핵분열)을 겪을 수 있다. 진핵생물의 유사분열과 감수분열과 달리, 이원분열은 세포에 스핀들 기구가 형성되지 않고 원핵생물을 흡수한다. 이원 핵분열 전에, 그 세균의 DNA는 단단히 감겨 있다. 그것이 풀리고 복제된 후에, 그것은 분열에 대비하기 위해 크기를 증가시키면서 박테리아의 분리된 극으로 당겨진다. 새로운 세포벽의 성장은 박테리아를 분리하기 시작한다(FtsZ 중합과 "Z-링" 형성에 의해 촉발된다).새로운 세포벽(septum)이 완전히 발달하여 박테리아의 완전한 분열을 초래한다. 새로운 딸 세포는 단단히 감긴 DNA 막대, 리보솜, 플라스미드를 가지고 있다.
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