1. 에너지 흐름과 신진 대사 :
* 세포는 개방형 시스템입니다 : 그들은 끊임없이 에너지와 물질을 환경으로 교환합니다. 이를 통해 폐기물을 수출하고 열을 소산하여 낮은 내부 엔트로피 (고차)를 유지할 수 있습니다.
* 대사 반응 : 세포는 복잡한 분자 (식품과 같은)를 더 간단한 분자로 분해하여 에너지 (exergonic 반응)를 방출하고 환경에서 엔트로피를 증가시킵니다. 그런 다음이 에너지는 새로운 분자 (단백 동화 반응)를 구축하고 세포 내에서 엔트로피를 감소시키는 데 사용됩니다. 이 과정은 끊임없이 엔트로피 증가 및 감소의 균형을 유지하고 있습니다.
* 구동력으로서의 엔트로피 : 엔트로피가 증가하는 경향은 ATP (세포 에너지)를 생성하기위한 포도당의 파괴와 같은 많은 대사 과정을 유발합니다.
2. 세포 조직 및 구조 :
* 세포 구획 : 세포는 핵, 미토콘드리아 및 소포체와 같은 구획으로 고도로 조직됩니다. 이 구획화는 특정 영역 내에서 순서를 유지하고 엔트로피를 최소화하는 데 도움이됩니다.
* 단백질 폴딩 : 단백질은 기능에 중요한 3 차원 구조를 가지고 있습니다. 이 폴딩 과정은 단백질 자체의 엔트로피를 감소시키는 복잡하고 에너지 소비 공정입니다.
3. DNA 복제 및 정보 전송 :
* DNA 복제 : DNA의 복사는 엔트로피를 증가시키는 과정 인 것처럼 보이지만 실제로는 높은 충실도를 유지하고 오류를 최소화하는 복잡한 효소 세트에 의해 구동됩니다. 이것은 유전자 정보의 정확한 전이와 세포 순서의 보존을 보장합니다.
* 전사 및 번역 : DNA를 단백질로 전환하는 이들 과정은 관련된 특정 분자에서 엔트로피를 감소시키는 복잡한 분자 기계를 포함한다.
4. 세포 사멸 및 엔트로피 :
* 아 pop 토 시스 : 프로그래밍 된 세포 사멸은 세포 구조를 분해하고 엔트로피를 증가시키는 엄격하게 제어 된 공정입니다. 이것은 조직 항상성을 유지하고 제어되지 않은 세포 성장을 예방하는 데 필수적입니다.
* 괴사 : 통제되지 않은 세포 사멸은 세포가 분해되어 내용물을 주변 환경으로 방출함에 따라 엔트로피가 급격히 증가합니다.
요약 :
세포는 환경에서 에너지를 활용하여 질서와 복잡성을 유지함으로써 끊임없이 엔트로피와 싸 웁니다. 그들은 대사 과정을 신중하게 조절하고 구획 구조를 조정하고 유전자 정보를 효율적으로 전달하고 복제함으로써이를 달성합니다. 엔트로피와 순서 사이의 섬세한 균형은 세포 생존과 기능에 중요합니다.
중요한 참고 :
생명은 열역학의 제 2 법칙을 위반하지 않는다는 것을 기억해야합니다 (엔트로피가 고립 된 시스템에서 항상 증가한다는 것을 나타냅니다). 세포는 분리 된 시스템이 아닙니다. 그들은 지속적으로 주변 환경과 상호 작용하여 에너지를 취하고 폐기물을 방출함으로써 우주의 엔트로피의 전반적인 증가에 기여합니다.
