핵심 해설
이 문제는
시냅스(Synapse)에서 신호가 전달될 때,
신경전달물질(Neurotransmitter)이 어떤 기전으로 방출되는지 묻고 있어요. 신경전달물질은 세포막을 직접 통과할 수 없는 비교적 큰 분자이거나 친수성 물질이기 때문에, 세포막을 통과하는 특수한 수송 방식이 필요합니다.
핵심 개념 분석
외포 작용(Exocytosis)은 세포 내부의 물질을 세포 밖으로 방출하는 능동적인 과정이에요. 시냅스 전 뉴런(Presynaptic neuron)의 말단에 도착한
활동전위(Action potential)가 전압 개폐 칼슘 통로(Voltage-gated calcium channel)를 열면, 칼슘 이온(Ca²⁺)이 세포 안으로 유입됩니다. 이 칼슘 유입이 신호가 되어 신경전달물질을 담고 있는
시냅스 소포(Synaptic vesicle)가 세포막과 융합하고, 그 내용물을
시냅스 틈(Synaptic cleft)으로 방출하는 것이 바로 외포 작용입니다.
정답 근거
핵심! 신경전달물질은 시냅스 소포라는 막 구조물에 포장되어 있다가, 소포 자체가 세포막과 융합하면서 방출돼요. 이는 전형적인 외포 작용의 정의와 정확히 일치합니다. 이 과정은 칼슘 의존적이며, 분비된 신경전달물질은 이후 시냅스 후 뉴런(Postsynaptic neuron)의 수용체에 결합하여 신호를 전달하게 됩니다.
오답 분석
①
능동 수송(Active transport): ATP 에너지를 직접 사용하여 저농도에서 고농도로 물질을 이동시키는 방식이에요. 신경전달물질의 재흡수 과정에서는 능동 수송이 관여하지만, 분비되는 순간의 주된 기전은 아닙니다.
②
단순 확산(Simple diffusion): 작고 지용성인 분자가 농도 기울기에 따라 막을 직접 통과하는 방식이에요. 신경전달물질은 대부분 막을 통과할 수 없는 물질이라 해당하지 않아요.
③
삼투(Osmosis): 물 분자가 반투과성 막을 통해 이동하는 현상입니다. 신경전달물질 분비와는 무관합니다.
⑤
내포 작용(Endocytosis): 세포 밖의 물질을 세포막이 함입하여 세포 안으로 들여오는 과정이에요. 이는 신경전달물질 분비 후, 시냅스 소포의 막 성분을 재활용하거나 신경전달물질을 회수하는 과정에 해당합니다. 분비와는 반대 방향이에요.
개념 정리
| 구분 | 외포 작용 (Exocytosis) | 내포 작용 (Endocytosis) |
|---|
| 방향 | 세포 내 → 세포 외 | 세포 외 → 세포 내 |
| 기전 | 소포가 세포막과 융합하여 내용물 방출 | 세포막이 함입되어 물질을 싸서 들여옴 |
| 예시 | 신경전달물질 분비, 호르몬 분비 | 신경전달물질 재흡수, 식세포 작용 |
암기 팁
"
밖으로 나가는
외포,
안으로 들어오는
내포"로 방향성을 기억하세요. 신경전달물질이 시냅스 틈으로 "
방출(Exit)"된다는 점에서 '외(Exo-)'와 연결하면 쉽습니다. 칼슘(Ca²⁺)이 신호를 주면 소포가 "
터져서" 나온다고 연상해 보세요.