MY JOURNAL

- Forming impression about the internal states of other people

5. Goal-oriented behavior

- Planning and selecting an action

1. Subdivisions of the frontal lobes
2. The lateral prefrontal cortex and working memory(LPFC and WM)

- LPFC and Working memory

- Neurophysiology of feature and spatial attention

2. Neural mechanisms of attention and selective perception

개괄 - Simultanagnosia - Balint's Syndrome
      - 여러물체를 동시에 볼 수 없고 오직 한 물체만 볼 수 있음.
      - 연필,지우개,볼펜이 책상위에 있다면 물리적 자극으론 세 개가 들어오지만 환자는 셋 중 하나만 볼 수 있다.(recognition) 
      - Bilateral lesion based one.
      - 일반인은 capacity 문제로 하나를 선택해서 attention.

1. Theoretical models of attention

세포분열은 유전적으로 동일한 딸세포를 만들어 낸다.


 세포분열이 하는 역할: 생식, 생장과 발생, 조직의 재생
 
세포분열 과정은 세포주기(cell cycle)의 필수적인 구성요소이다. 세포주기는 모세포로부터 분열되어 세포가 형성된 그 순간부터 두 개의 세포로 번식할 때까지의 세포의 일생을 의미한다.

 유전물질의 세포내 구성

DNA 전체를 통틀어 유전체(genome)이라 부른다.
 원핵세포는 하나의 긴 DNA 분자이지만 진핵세포는 여러개의 DNA 분자로 되어 있다.

 DNA복제와 분배를 위해선 DNA가 염색체 구조를 형성해야한다.  모든 진핵생물들은 각 세포핵 내에 특징적인 숫자의 염색체를 지닌다.

생식세포는 배우체라고 불린다.(정자, 난자 두개가 합쳐지는거니까.)
염색체는 염색질로 이뤄져있다.
염색질 : DNA + 단백질 분자

복제된 염색체는 두개의 자매염색분체를 가지고 있고, 이들은 동일 DNA를 소유한다.(복제라서!) 

염색체는 복제후에 기계적인 과정을 통해서 두 딸세포로 분배된다.

복제가 처음 되었을 때 응축된 형태에서 복제된 염색체를 동원체라고 부른다. 그리고 세포가 분리되어 세포의 양끝에 형성되는 새로운 두 개의 핵으로 이동되는데 이를 핵분열이라 한다. 그 이후 세포질분열을 통해 완벽하게 떨어지게 된다.

세포주기에서 세포분열기와 간기가 교대로 나타난다.

세포주기의 단계


세포주기는 간기(G1,S,G2),M기로 나눠진다.

간기에선 염색체가 복제되고 M기에선 핵분열에 의해 핵이 분열되서 딸세포로 가고, 세포질이 세포질분열에 의해 나눠진다. 전체 세포주기에서 세포분열기인 M기는 간기에 비하면 새발의 피 수준의 시간을 차지하고 있다. 물건을 만드는게 쉽겠는가, 포장하는게 쉽겠는가? 당연히 포장하는게 더 쉽고, 짧게 걸린다. 세포분열도 마찬가지다. DNA 복제가 되는 시간이 더 오래걸리고, 세포질분열이 짧게 걸린다.

G1에서 세포는 성장하고
S에서 DNA가 복제되며 성장하고
G2에서 세포분열 준비를 하면서 성장한다.


체세포분열방추에: 자세히 살펴보기

체세포분열방추체는 미세소관에 단백질이 결합하여 이루어진 섬유로 구성되어 있다.


방추사 미세소관은 중심체에서 시작된다.
짧은 미세소관이 방사형으로 분포한 성상체가 중심체에서 뻗어나와 있다.


방추체 : 중심체 + 방추사 미세소관 + 성상체

체세포분열방추사는 '전기'에 형성되기 시작한다.


간기의 G2기  - 핵막이 핵을 둘러싸고 있는 성장기
전기 - 염색사가 강하게 감기고 응축되어 광학현미경으로 관찰될 수 있다. 인이 손실된다.
전중기 - 핵막 붕괴가 일어나고 염색체가 방추사에 의해 잡아당겨진다, 방추사부착점에 결합하지 않은 미세소관은 세포의 골격과 크기 유지에 관여한다.
중기: 체세포분열 중 가장 긴 시기. 중심체는 양 끝에 있고 염색체가 중앙에 위치한다.
후기: 자매염색분체가 떨어지고 완전한 염색체가 된다. 
말기: 2개의 딸핵이 세포 안에서 형성되기 시작한다., 염색체의 응축이 풀린다. 
세포질분열: 세포가 완전히 2개로 갈라진다.


세포주기 조절시스템

세포분열이 제대로 되고 있는지 검사하는 검문지점(checkpoint)가 존재한다. 이를 통해 제대로 분열이 되고 있는지를 검사하고 실패하였을 경우엔 비분열 상태로 넘긴다. G1검문지점에서 실패하면 G0기로 들어간다. 

인체세포의 대부분은 g0기에 있는데 완전히 성숙했기 때문에 분열하지 않기 대문이다.

밀도-의존성억제: 외부의 물리적 요인으로 인해 분열을 멈추는 경우


  

 세포외 신호가 세포내 반응으로 전환된다.

 효모는 화학신호물질을 분비하고, 이를 통해 통신한다.
이러한 초기형태를 통해 지구상에 최초의 다세포생물이 나타나기 훨씬 전에 통신체계가 진화했음을 알 수 있다.

박테리아는 세포의 농도로 통신한다. 정족수감지 라는 것이 있는데, 일정 수 이상의 박테리아가 모여 농도를 충족하면 어떤 과정이 시작되는 것이다.

근거리 통신망

세포끼리 붙어있는 경우, 특히 식물 세포의 경우 식물세포 사이의 원형질연락사를 통해 통신한다. 동물세포의 경우 붙어있으면 간극연접을 통해 직접연결해서 통신한다.

세포와 세포가 약간 떨어져있을때 연결할 때는 세포 표면에 돌출되어 있는 물질들 사이의 상호작용을 통해 통신한다.

또한 세포가 물질을 분비하여(국소조절자 등) 표적세포들을 그걸 감지하고 통신을 하기도 한다.
신경세포인 뉴런의 경우는 특이하게 전기신호를 통해 신경전달물질 분비를 유도하고, 신경전달물질은 시냅스를 건너 표적세포로 향하게 된다. 참고로 전기신호를 통해 이동하는 과정은 원거리 통신이다. 

상대적으로 긴 거리 통신을 하는 내분비세포들은 안전하테 혈관을 통해 전달되며 호르몬이 대표적인 예이다.

 세포신호전달의 개요

수용->전달->반응

세포막의 수용체

대부분의 수용성 신호분자는 세포막에 있는 수용체 단백질에 결합한다. 

G단백질 결합 수용체, 티로신 인산화효소 수용체, 이온통로 수용체

G단백질 결합 수용체 : 효모의 교배인자,에피네프린,신경전달물질 등 다양한 신호물질들이
이걸 수용체로 이용하고, GTp와 결합하는 G 단백질이 도움을 받아 작용한다. 일곱개의 알파나선 구조를 가지고 있다.

티로신 인산화효소 수용체

인산기를 전달하는 촉매작용을 한다. 하나만 받으면 10가지 이상의 서로 다른 신호경로와 세포 반응을 활성할 수 있다. 싱글 인풋 멀티 아웃

이온통로 수용체

리간드 개폐성 이온통로는 이온 농도차를 이용해서 작용한다. 신경계에 중요함.

세포내 수용체 단백질은 표적세포의 세포질이나 핵 내에 있다. 그래서 세포내 라고 한다.
여기에 결합하려면 당연히 세포막을 통과해야한다. 그래서 소수성이거나 크기가 작아야한다. 

인산화와 탈인산화는 단백질의 활성을 조절하는 일반적인 기작이다.


 인산기의 첨가는 주로 단백질을 비활성형에서 활성형으로 변화시키지만, 활성을 줄이는 경우도 있다.

 인산화효소만큼 탈인산화효소도 중요하다. 탈인산화를 통해서 신호가 더 이상 존재하지 않는 경우 신호전달경로를 차단한다.

연쇄반응!

단백질뿐만 아니라 여러가지 물질들이 2차 신호전달자로 활용하고 있다. 세포막의 수용체에 결합하는 세포외 신호물질이 경로의 1차 신호전달자이다. 2차 신호전달자는 작은 수용성 물질이므로 잘 퍼진다.

고리형 AMP

 세포막의 아데닐산고리화효소에 의해 atp로부터 만들어진다. 인산이에스테르가수분해효소에 의해 분해되어 AMP가 된다.

1차신호전달자->2차신호전달자->세포반응

 생체의 물질대사는 열역학 법칙의 지배 하에 잇다.

대사경로는 물질이 단계를 거치면서 최종생성물이 되어가는 과정이다.

 이화작용경로는 단순분해되는것이고 동화작용경로는 복잡하게 바뀌는 과정으로 생합성경로라고도 한다.

 에너지는 사라지지 않는다. 다만 모습이 바뀔뿐이다.
높은 곳에 올라갈수록 높은 위치에너지를 얻는데, 높은 위치로 올라가기 위해 운동에너지(사람이나 엘리베이터나)가 사용되서 그 에너지가 전환된거 뿐이다.

열역학 제1법칙 : 에너지는 이전되고 변형될 수는 있으나 창조되거나 멸할 수는 없다. (에너지 보존의 법칙

열역학 제2법칙 : 이전되거나 변환되는 모든 에너지는 우주의 무질서(엔트로피)를 증가시킨다. 화학변화가 질서정연하게 딱딱 일어나고 그러는게 아니라서 무질서성을 증가시킨다는 말. 어떤 과정이 자발적으로 일어나기 위해서는 우주의 엔트로피가 증가되어야만 한다. 


반응의 에너지 변화는 그 반응이 자발적으로 일어날지 아닐지를 말해준다.

자유에너지 변화,  ΔG

자유에너지는 그 계에서 온도와 압력이 일정할 때 작업을 수행할 수 있는 어떤 계의 에너지 일부이다.


 ΔG(자유에너지변화량) = G마지막상태 - G최초상태

자유에너지가 높다는 것은 그만큼 계가 불안정하다는 것이다. 계가 안정되면 자유에너지 G가 낮다.

안정성이 극대화되었을 때는 평형상태라고 부른다.
 
흡열반응은 자유에너지를 흡수하는 반응이다.
발열반응은 자유에너지를 방출하는 반응이다.
 
ATP의 구조와 가수분해

ATP(아데노신 3인산)

인산기들간의 결합은 가수분해로 끝어진다. 그러면 무기인산이 ATP에서 떨어지고 아데노신 2인산인 ADP가 된다. 이 반응은 발열반응이다.

ADP(두개) ATP(세개)

ATP + H20 -> ADP + Pi

에너지 방출은 자유에너지 변화에서 나오는것이지 인산결합 그 자체에서 나오는게 아니다.

인산결합 가수분해 -> 자유네어지 변화 -> 에너지 방출

ADP + Pi가 다시 ATP가 되려면 H2O가 필요하다.

ATP 재생은 반드시 흡열반응이다.

ATP의 작용은 그 흡열반응이 될 수도 있고, 연계과정까지 따져보면 발열반응이 될 수도 있다.
EX)글루탐산과 암모니아 합성의 예

세포 내에서 ATP가 어떻게 흡열과정을 일으키는가? : 다른 분자들을 인산화시켜서 ADP를 ATP로 만듬.

효소는 에너지 장벽을 낮춤으로써 대사반응을 촉진한다.

효소의 제한적인 부위만 실제로 기질에 붙는다. 이를 활성부위라고 부른다.
유도적합은 악수하는 것과 같다.

효소는 매우 적은 양으로 촉매 순환을 몇번이고 되풀이해서 물질대사에 큰 영향을 줄 수 있다.


효소를 억제하는 물질들을 효소 억제자라 부른다.

경쟁적 억제자는 효소와 같은 부위에 들어갈 수 있는 놈이라서 자리를 뺏는거라 생각하면 된다.

비경쟁적 억제자는 같은 부위를 공유하진 않지만 그 영향이 효소에게 미치는 경우를 말한다.

사린가스 사건 -> 대표적인 비경쟁적 억제자. 효소에 붙어서 효소를 맛이 가게 해서 신경을 파괴했다.

 세포막은 지질과 단백질로 구성된 유동 모자이크이다.


 막의 주요 구성요소는 지질과 단백질이고 가장 풍부한 지질은 인지질이다. 인지질은 친수성 부분과 소수성 부분을 동시에 가지고 있고 이를 양친매성 분자라고 한다. 

 인지질은 '유동 모자이크 모형'으로 그 모습을 설명할 수 있는데 인지질 이중층에 단백질들이 곳곳에 박혀있는 모습을 하고 있다.

 막 모형들: 과학적 탐구

 과학자들이 세포막을 얼려서 반으로 잘라봤더니 샌드위치처럼 되어 있었다.

막은 유동저깅ㄴ 물질인데 계속 떠다닌다. 하지만 양쪽 막이 서로 뒤집기를 하는 경우는 거의 없다.(가능은 하다.) 인지질이 불포화 상태라면 유동성이 높고 포화상태라면 유동성이 적다. 막의 유동성을 통제하기 위해서 콜레스테롤이 투입되는데 콜레스테롤은 막을 약간 뻣뻣하게 만든다.

 막단백질과 그 기능

 막단백질에는 내재성 단백질과 주변부 단백질이 있는데 내재성 단백질은 지질 이중층과 소 수성 중심부 내부로 들어가있다. 그래서 '내재성'이라는것이다.  안으로 들어가기 때문에 막을 관통해야하므로 막관통 단백질이다. 알파 나선구조로 감겨있다. 몇몇은 친수성 물질을 배려해서 친수성 통로를 가지고 있기도 하다.


 주변부 단백질은 말 그대로 주변에 있는거라서 막의 표면에 붙어있다.

 세포외쪽에 N말단. 세포질(안쪽)엔 C말단.

 막단백질의 기능은 다음과 같다.

수송,효소활성,신호전달,세포-세포인식,세포간 결합, 세포골격과 세포외기질 부착.

막구조 때문에 생기는 선택적 투과성.

비극성 분자들(탄화수소,이산화탄소 등)은 소수성이고 그래서 막단백질 도움이 없어도 막을 통과할 수 있다. 하지만 막의 소수성 중심엔 친수성인 이온과 극성 분자들이 막을 통과하는걸 막는다.

 인지질 이중층에서 극성분자들은 매우 천천히 통과하고 다른 작은것들도 느리게 통과한다. 그렇기 때문에 세포가 선택적으로 투과되는 것이다. 

수송단백질

 물질들이 세포막을 통과하려면 수송 단백질을 통과해야되는데, 수송 단백질이야말로 물질이동의 경로기 때문이다. 수송 단배깆ㄹ 중 몇개는 통로 단백질이라고 하는데 정말 물질들이 통과하는 통로다. 

 운반체 단백질은 이동하는 물질들이 잘 지나갈 수 있게 길을 만들어준다.

 수동 수송은 에너지 투입 없이 물질이 막을 통과하는 확산이다. 

 열운동의 결과는 확산이다. 한가지 용질이 확산될땐 그냥 적절한 구멍속으로 들어가는거고지 용질들의 확산에선 농도기울기에 따라 확산된다. 

물의 경우 농도 기울기차때문에 막을 뚫고 이동하는걸 삼투현상이라 한다.물은 농도가 높은 지역에서 농도가 낮은 지역으로 이동한다. (용질 농도가 낮은 곳에서 높은곳으로)

 저장액은 너무 포화되서 터짐, 등장액은 적절, 고장액은 시들어있다. 심하게 불포화.

하지만 식물세포에선 저장액이 정상이고 등장액이 처진상태, 고장액은 원형질이 다 분리되서 죽는 상태다.
  
촉진확산은 단백질의 도움을 받는 수동 수송이다. 통로 단백질이 통로를 제공해주고 운반체 단백질이 운반을 시켜준다.

능동 수송에선 에너지가 필요한데, 농도기울기를 거스르는 행위이기 때문이다.

  Na+ K+ 수송의 예를 요약하면..

내부 Na+ 농도기

1. 초기상태에서 단백질은 Na+ 친화력이 높고 K+ 친화력이 낮다.
2. ATP 인산화로 단백질모양이 변해서 Na+ 친화력이 낮아진다.
3. 그래서 Na+가 밖으로 빠져나간다. 
4. 새로운 모양때문에 K+ 친화력이 높아져서 들어온다.
5. 인산기가 소실된거 때문에 복구 매커니즘이 작동해서 다시 K+에 낮은 친화력이 제공된다.
6. K+가 방출되고 Na+ 친화력이 올라가서 Na+가 다시 들어온다.
7. 1~6까지 무한반복.  

이온 펌프가 막전위를 유지시키는법.

 막단백질에 의한 동시 수소: 공동 수송