Scale 비교

Ch9 · Ch10 · Ch12 · Ch13 · Ch16에 등장하는 모든 수치를 크기 순으로 정리


전체 스케일 한눈에 보기 (작은 것 → 큰 것)

크기대상
0.0037 nmTEM 전자 파장 (100–300 keV 가속전압)
0.002 nmTEM 이론적 분해능
0.05 nm (0.5 Å)TEM 실용적 분해능
0.1 nm (수직)AFM 분해능
0.14 nm (1.4 Å)TEM 원자 간 거리
~1 nmTEM 생물학적 유효 분해능 · AFM 수평 분해능
1–5 nmFRET 작동 거리 (두 형광단 간격)
~5 nmlipid bilayer 두께 · NPC 통과 하한 (<5 kDa 단백질 크기)
8 nmActin filament 직경 · Kinesin 한 스텝
~9 nmNPC 수동확산 한계 (~40 kDa 단백질)
10 nmIntermediate filament 직경 · AFM 수평 분해능 (standard)
10–30 nmOrganelle contact site 막간 거리
15 nmSec61: peptidyl-transferase center → ER lumen
~20 nmSTED · [SMLM (Single-Molecule Localization Microscopy)|SMLM] 분해능
20–30 nmRough ER lumenal space
25 nmMicrotubule 외경
~30 nm성숙 cytosolic ribosome (→ NPC 통과 불가)
30–60 nmSmooth ER tubule 직경
37 nmActin filament 나선 pitch
~40 nmNPC 내경
~50 nmSynaptic vesicle 직경
~60 kDa (>9–10 nm)NPC 능동수송 필요 기준
60–80 nmCOPII vesicle 직경
~100 nmCortical cytoskeleton 길이 · SIM 분해능
~100–200 nmClathrin-coated vesicle 직경
~120 nmNPC 외경 (전체 복합체)
< 1.5 nmMembrane fusion 시 두 막 최소 근접 거리
~200 nm광학현미경 회절한계 · TIRF 촬영 깊이
최대 200 nmRab effector vesicle 포착 거리
300 nmProcollagen 길이 (ER 내 stiff rod)
0.5–10 μm마이크로톰 절편 두께
~1–5 μm원핵세포 크기
~2 μm세균 크기 (lipid 확산 기준) · Sarcomere 길이
1–2 μmMyofibril 직경
~10 μmActin filament persistence length
~10–30 μm진핵세포 크기
~40 μmDeconvolution 최대 유효 깊이
~50 μmMuscle fiber (skeletal) 직경
~150 μmConfocal 최대 촬영 깊이
~500 μmMultiphoton 최대 촬영 깊이
수 mmMicrotubule persistence length
10–200 μmflagella) 길이

챕터별 상세 정리

Ch9 — 현미경 분해능

분해능 비교

기법분해능촬영 깊이
광학(명시야·위상차·형광·Confocal·Multiphoton)~200 nm (회절한계)각각 다름
SIM~100 nm수십 μm
STED~20 nmconfocal 수준
SMLM (PALM/STORM)~20 nm~200 nm (TIRF 조합)
TEM이론 0.002 nm / 실용 0.05 nm / 생물 ~1 nm수십 nm (초박절편)
SEM~10 nm표면만
AFM수직 0.1 nm / 수평 1 nm표면만

회절한계 공식: 0.61 × λ / NA ≈ 200–250 nm (가시광선 400–700 nm 기준)

촬영 깊이 비교

Multiphoton 500 μm > Confocal 150 μm > Deconvolution 40 μm > TIRF 200 nm

TEM 수치 모음

항목수치
전자 파장 (100–300 keV)0.0037 nm
이론적 분해능~0.002 nm
실용적 분해능~0.05 nm
생물 유효 분해능~1 nm
초박절편 두께25–100 nm
원자 간 거리0.14 nm (1.4 Å)

기타

  • FRET: 두 형광단 1–5 nm 이내 근접 시 비방사적 에너지 전달
  • TIRF: 세포 두께(10 μm)의 약 1–2%인 ~200 nm 깊이만 관찰
  • 형광현미경 파장 (GFP 기준): 여기 450–490 nm / 방출 520–560 nm

Ch10 — Membrane Structure

대상수치
Lipid bilayer 두께~5 nm
Cortical cytoskeleton 길이~100 nm
Bacterial cell 직경~2 μm (lipid lateral diffusion 기준)

Ch12 — Nuclear Pore Complex & Organelle

NPC 통과 기준 (핵심 암기)

크기 기준방식
< 5 kDa (~5 nm)자유 확산 (이온, 대사산물)
~40 kDa (~9 nm) 이하느린 수동 확산 (에너지·signal 불필요)
> ~60 kDa (>9–10 nm) / RNA수동 확산 불가 → NLS/NES + energy 필요
~30 nm (성숙 ribosome)NPC 통과 불가 → 단백질 합성은 세포질 국한

NPC 구조

  • 전체 직경: ~120 nm
  • 내경: ~40 nm (ribosomal subunit · 바이러스 입자도 통과 가능)
  • 구성: ~30종 nucleoporin, 총 500–1,000개 단백질

ER 크기

구조크기
Rough ER lumenal space20–30 nm
Smooth ER tubule 직경30–60 nm

기타


Ch13 — Vesicle 크기

Vesicle 종류직경
COPII vesicle60–80 nm
Clathrin-coated vesicle~100–200 nm
Synaptic vesicle~50 nm

기타

대상수치
Procollagen (ER 내 rod 구조)300 nm 길이 → 일반 COPII vesicle에 안 맞아 tubular vesicle 필요
Rab effector vesicle 포착 거리최대 200 nm
Membrane fusion 최소 근접 거리< 1.5 nm

Ch16 — Cytoskeleton 크기

세 가지 세포골격 비교 (핵심 암기)

세포골격직경Persistence length기계적 특성
Actin filament8 nm~10 μm유연
Intermediate filament10 nm< 1 μm쉽게 구부러지나 끊기 어려움; 3배 이상 신장 가능
Microtubule외경 25 nm, 내경 ~15 nm수 mm매우 단단

Actin filament 구조

  • 직경: 8 nm / 나선 pitch: 37 nm

Microtubule 구조

  • Protofilament 수: 13개
  • 외경 25 nm / 내경 ~15 nm

모터 단백질 이동 거리

단백질이동 거리
Myosin II power strokeactin 약 5 nm 이동
Kinesin 한 스텝microtubule 8 nm 이동

Myosin II 구조

  • Heavy chain coiled-coil: 150 nm × 2 nm

골격근 크기

구조크기
Muscle fiber 직경~50 μm
Myofibril 직경1–2 μm
Sarcomere 길이2 μm

Cilia / Flagella

  • Axoneme 전체 길이: 10–200 μm

암기 핵심 포인트

”3대 세포골격” 직경

Actin 8 nm < IF 10 nm < Microtubule 25 nm

NPC 통과 크기 기준

5 kDa(자유) → 40 kDa(느린수동) → 60 kDa(능동필요) → 30 nm ribosome(불가)

현미경 분해능

200 nm (광학) → 100 nm (SIM) → 20 nm (STED/SMLM) → 10 nm (SEM) → 1 nm (TEM생물) → 0.05 nm (TEM실용)

현미경 촬영 깊이

500 μm (Multiphoton) → 150 μm (Confocal) → 40 μm (Deconvolution) → 200 nm (TIRF)

Vesicle 직경

50 nm (Synaptic) < 60–80 nm (COPII) < 100–200 nm (Clathrin)

모터 단백질 스텝

Myosin 5 nm (actin) / Kinesin 8 nm (microtubule)