생명과학1 잘하시는분들 질문있습니다
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1. 나트륨 칼륨 이온 막투과성변화하는 그래프 아시죠?
그러면 그거에 따르면 재분극시에도 나트륨이온이 확산되어 유입되는건가요? 그렇게 보더라도 문제푸는데는 이상없나요?
2. 활주설에서 근육이완시에 ATP가 사용되지않는다고 올인원에도 되어있고 학교선생님께서도 그러시는데 하이탑보면 이완시에 마이오신머리와 액틴필라멘트가 분리되는과정에서 새로운ATP가 붙어야하고(이건 ATP로부터나오는 에너지가 사용되지않는다고 생각하면 무시할수있지만)
액틴필라민트에 마이오신머리가 붙으려면 근소포체에서 방출된 칼슘이온이 액틴필라멘트의 결합부위를 드러나게 도와줘야되고. 근육이완시 칼슘이온을 다시 능동수송으로 근소포체로 흡수한다고 되어있네요.
이완시 ATP 사용 O / X??
3. 학교선생님께서 나트륨칼륨펌프는 죽기전까지 항상능동수송하고있다고 하셨고 대부분 문제가 이런 개념으로도 풀리더군요. 그런데 일등급만들기 생명과학1이란 책에서는 대놓고 탈분극 재분극시 펌프의 능동수송이 일어나지 않는다고 명시가 되있네요. 뭐가 맞나요???
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1. 문제없어요
2. x
3. 능동수송은 항상 일어납니다
1. 재분극시에는 채널로 나트륨이나 칼륨이 이동하지않습니다. ion channel은 ligand gated channel 과 voltage gated channel로 나뉘는데요. 각각 물질 농도차가 이동을 유발하느냐 전위차가 이동을 유발하느냐를 의미합니다.
Na channel은 ligand gated가 아니고 voltage gate이므로 재분극시 열리지 않습니다. 휴지전위에 역치이상의 자극이 더해진 특정전위에서만 열리고 그외는 닫힙니다.
따라서 재분극에는 나트륨이 확산되지 않는다고 보는 게 정확합니다.
3,4년전 대성모의에서 그러다 틀린 적있어요
이게 꽤나 중요한 건데요.
만약에 Na+ 채널이 방정맞게 계속 열려있다면 흥분의 전도가 직진하지 못합니다.
자극
----------------------------
←←←←o→→→→
----------------------------
이렇게 전도가 일어나잖아요?
만일 재분극시 Na+ 채널이 닫혀있지 않으면(엄밀히 말하면 inactivated 상태) 오른쪽 방향으로 전도된 자극이 다시 왼쪽으로 이동하고, 또 계속 왔다갔다 해버리는거죠. 그림으로 나타내면 이렇습니다.
자극
----------------------------
←→←→o←→←→
----------------------------
좀 정확히 알고 있어야하긴 합니다만, 어려운 수능이 아니면 묻진 않을 것 같네요.
2. 액틴과 마이오신의 결합은 상당히 강한결합이고 이것을 분리하는데는 ATP가 필요합니다. 그 메커니즘을 설명하는 것은 고등학교 과정을 넘어서구요. 그냥 이해를 돕자면 사후경직이 일어나는 것도 더이상 ATP가 공급되지 않아 이완이 일어나지 않기 때문에 생기는 현상이구요, 격한 운동시 경련이 일어나는것도 ATP가 소진되어 이완되지 않기 때문입니다.
근육 이완시에도 ATP가 필요합니다
다만 활주설은 주로 근육의 수축을 설명하는것이구요. 이것도 하나의 가설이지 근수축과이완에 관해 밝혀지지 않은 게 많습니다. 고등학생에게 이완을 묻는건 무리에요.
만약 내신에 나오면 선생님이 왕이니 그분에맞추고요. 수능에 나올리는 절대 없으니 걱정 마세요. 모의고사나 문제집에 나오면 그냥 안풀면 됩니다.
찾아보니 근육의 이완은 Guyton 저 Medical Physiology 에서도 다루지 않네요.
3. Na+-K+ Pump는 ATP의 결합이 구조변화를 일으켜 작동합니다. 그러므로 ATP가존재하는한 분극 탈분극 재분극 모두 작동합니다. 그리고 세포막 안팎으로 나트륨이나 칼륨이 어느 한쪽으로 쏠리는 것은 아니므로ATP는 있지만 옮길 놈이 없어서 작동안하진않습니다.
Na+-K+ Pump는 세포가 부풀어 올라 터지는 것을 방지하는데 주요 역할을 합니다. Na+ 3개 나가고 K+ 두개 들어오죠. 그리고 밑에 써있지만 K+ leak channel을 통해서도 K+ 가 나가는데, 이런 펌프가 있어서 이온을 꾸준히 세포 밖으로 빼줄 수가 있는거거든요. 근데 펌프가 차단되면 더 이온이 유입되어 들어오고 결국 부풀어오르다가 익스플로젼!
4. 추가 답변인데요.
사실 분극상태에도 칼륨은 약간 확산됩니다. 이는 재분극시 칼륨이 이동하는 채널과는 다른 채널입니다. K+ Leak Channel이라 합니다.
이 K+ Leak Channel은 K+의 투과성이 다른 이온에 비해 상당히 높게 만듭니다.
쉽게 정리하면
분극은 K+ Leak Channel 과 Na+-K+ Pump
탈분극은 Voltage-gated Na+ Channel, K+ Leak Channel, Na+-K+ Pump
재분극은 K+ Leak Channel, Voltage-gated K+ Channel, Na+-K+ Pump
가 작동한다보시면 됩니다.
K+ Leak Channel을 통해선 찔끔이동
Voltage-gated K+ Channel를 통해선 대량이동
이상의 답변은
Geoffrey 저 The cell
albert 저 molecular bilogy of the cell을 참고하였습니다.
정말감사합니다 ㅋㅋㅋ
대학생이신가요? 아니면 과고생?
정말 대단하십니다 ^^