활성산소가 세포에 악영향을 미치는 이유가 무엇인가요?
안녕하세요. 세포 내에서는 다양한 산화 반응이 진행된 경우에 노폐물로써 라디칼 형태의 활성산소가 발생한다고 알려져 있는데 이것이 세포에 악영향을 미치는 이유가 무엇인지 궁금합니다.
활성산소가 세포에 악영향을 미치는 이유는 불안정한 분자 구조 때문입니다. 활성산소는 짝을 이루지 못한 전자를 가지고 있어 매우 반응성이 크고 불안정한 상태로 존재합니다. 이 불안정한 활성산소는 주변의 안정된 세포, 단백질, DNA 등으로부터 전자를 빼앗아 자신을 안정화시키려고 합니다. 이 과정에서 세포를 구성하는 중요한 분자들이 손상되며, 이러한 현상을 산화적 스트레스라고 부릅니다. 이로 인해 세포의 기능이 저하되거나 세포막이 파괴되고, 유전자에 돌연변이가 생겨 암, 노화, 각종 질병의 원인이 될 수 있습니다.
안녕하세요. 이상현 전문가입니다.
활성산소는 전자가 불안정한 라디칼 형태이기때문에
DNA 염기 산화나 절단, 단백질 산화에의한 효소의 불활성화
지질의 과산화 등등 막손상을 일으킵니다.
이러한 분자적인 손상이 축적되게되면 세포의 신호교란이나
돌연변이, 세포사멸, 암발생, 노화 등등이 촉진되기때문에
세포에 해로운 영향을 다각도로 주게 됩니다.
감사합니다.
세포 내에서 발생하는 라디칼 형태의 활성산소는 불안정한 구조를 가지고 있습니다.
그리고 이 불안정하면서도 산화력이 강한 분자들은 전자를 빼앗기 위해 주변의 다른 분자들을 공격하여 연쇄적인 산화 반응을 일으키게 되는데, 이 과정에서 세포의 주요 구성 요소들을 손상시키는 것입니다.
대표적으로 세포막의 지질이나 단백질의 기능 구조의 파괴, 그로 인한 DNA 손상 등이 대표적입니다.
안녕하세요.
네, 질문해주신 것처럼 세포에서 생성되는 활성산소종(reactive oxygen species, ROS)는 말 그대로 반응성이 매우 높은 산소 분자 혹은 라디칼인데, 전자를 불안정하게 가지고 있어 다른 분자와 쉽게 반응하려는 성질을 가집니다. 이러한 특성 때문에 ROS는 세포 내에서 과도하게 축적되면 여러 가지 구조적, 기능적 손상을 일으키게 되는데요, 우선 세포막은 주로 불포화지방산으로 이루어져 있는데, ROS가 이중결합을 공격하면 지질 과산화가 일어납니다. 그 결과 막의 유동성이 저하되고, 세포막이 손상되며, 세포 내외의 이온 균형이 무너져 세포 생존에 치명적인 영향을 줍니다. 또한 ROS는 단백질의 황화기, 방향족 아미노산 잔기 등에 쉽게 결합해 구조를 변형시키거나 변성시킵니다. 효소 단백질이 손상되면 촉매 기능을 잃고, 수용체 단백질이나 구조 단백질이 손상되면 세포 기능 전반이 흔들리게 됩니다. 게다가 ROS는 염기 산화, DNA 가닥 절단, 염기 교차 결합 등을 유발할 수 있는데요, 이는 유전자 변이, 암 발생, 세포 노화 등으로 이어질 수 있으며, 세포가 정상적으로 분열·증식하지 못하게 만듭니다. 즉, 활성산소는 원래 세포 신호전달이나 대식세포가 세균을 죽이는 경우와 같은 면역 반응 등 유익한 역할도 하지만, 과도하게 축적되면 세포 내 주요 분자(지질, 단백질, DNA)를 무차별적으로 산화시켜 손상을 일으키기 때문에 세포에 해로운 것입니다. 감사합니다.