体の細胞構造。レッスンを完了する - ナレッジハイパーマーケット。細胞についてのすべて細胞の構造と機能の概要

01.07.2019 | 分析

細胞、生物の基本単位。細胞は特殊な膜によって他の細胞や外部環境から区切られており、遺伝を制御する化学情報の大部分が集中する核またはそれに相当するものを持っています。細胞学は細胞の構造を研究し、生理学は細胞の機能を扱います。細胞から構成される組織を研究する科学は組織学と呼ばれます。

全身が1つの細胞で構成されている単細胞生物がいます。このグループには、細菌と原生生物 (原生動物と単細胞藻類) が含まれます。無細胞と呼ばれることもありますが、単細胞という用語の方がよく使用されます。真の多細胞動物（後生動物門）と植物（後生門門）には多くの細胞が含まれています。

単細胞生物

組織の大部分は細胞で構成されていますが、例外もいくつかあります。たとえば、粘菌 (粘菌) の体は、多数の核を持つ細胞に分割されていない均質な物質で構成されています。一部の動物組織、特に心筋は同様の方法で組織されています。菌類の栄養体（葉状体）は微細な糸、つまり菌糸によって形成され、多くの場合セグメント化されています。このような各スレッドは、形状が異形であるにもかかわらず、細胞と同等であると考えることができます。

代謝に関与しない体の一部の構造、特に貝殻、真珠、または骨のミネラル基盤は、細胞によってではなく、その分泌産物によって形成されます。木材、樹皮、角、毛髪、皮膚の外層などの他の部分は分泌物由来ではなく、死んだ細胞から形成されます。

ワムシなどの小さな生物は、わずか数百個の細胞で構成されています。比較のために：人間の体内には約500個の細胞が存在します。 1014 個の細胞のうち、毎秒 300 万個の赤血球が死滅し、新しい赤血球に置き換わります。これは体細胞の総数のわずか 1,000 万分の 1 です。

通常、植物および動物の細胞のサイズは直径 5 ～ 20 ミクロンの範囲です。典型的な細菌細胞ははるかに小さく、約 100 mm です。 2 ミクロン、知られている最小のものは 0.2 ミクロンです。

有孔虫などの原生動物などの自由生活細胞の中には、数センチメートルに達するものもあります。彼らは常に多くのコアを持っています。植物の細い繊維の細胞は長さ1メートルに達し、神経細胞の突起は大型動物では数メートルに達します。このような長さの場合、これらのセルの体積は小さくなりますが、表面積は非常に大きくなります。

最大の細胞は、黄身で満たされた未受精の鳥の卵です。最大の卵（したがって最大の細胞）は、絶滅した巨大な鳥、エピオルニスのものでした。おそらく卵黄の重さは約100gであったと考えられます。 3.5kg。現生種の中で最大の卵はダチョウに属し、黄身の重さは約100gです。 0.5kg。

一般に、大きな動物や植物の細胞は、小さな生物の細胞よりわずかに大きいだけです。ゾウがマウスより大きいのは、ゾウの細胞が大きいからではなく、主に細胞自体の数がはるかに多いためです。ワムシや線虫など、体内の細胞数が一定に保たれる動物のグループが存在します。したがって、大型の線虫は小型の線虫よりも多くの細胞を持っていますが、この場合の主なサイズの違いは、より大きな細胞サイズによるものです。

特定の細胞タイプ内では、そのサイズは通常、倍数性に依存します。核内に存在する染色体のセットの数に関係します。四倍体細胞 (染色体が 4 セットある) は、体積が二倍体細胞 (染色体が 2 セットある) の 2 倍です。植物の倍数性は、生薬コルヒチンを植物に導入することによって増加させることができます。この影響を受けた植物は細胞が大きいため、植物自体も大きくなります。ただし、この現象は、最近起源の倍数体でのみ観察できます。進化的に古代の倍数体植物では、染色体の数が増加しているにもかかわらず、細胞サイズは正常値に向かう「逆制御」を受けます。

細胞構造。

かつて、細胞は、原形質または生命物質と呼ばれる、多かれ少なかれ均質な有機物の滴であると考えられていました。この用語は、細胞が細胞小器官 (「小さな器官」) と呼ばれる多くの明確に異なる構造で構成されていることが発見されてから使われなくなりました。

化学組成。通常、細胞質量の 70 ～ 80% は水であり、その中にはさまざまな塩や低分子量有機化合物が溶解しています。細胞の最も特徴的な構成要素はタンパク質と核酸です。いくつかのタンパク質は細胞の構造成分であり、他のタンパク質は酵素です。細胞内で起こる化学反応の速度と方向を決定する触媒。核酸は、細胞内タンパク質合成の過程で実現される遺伝情報の伝達者として機能します。

多くの場合、細胞には食物の貯蔵庫として機能する一定量の貯蔵物質が含まれています。植物細胞は主に炭水化物の重合体であるデンプンを貯蔵します。別の炭水化物ポリマーであるグリコーゲンは、肝臓および筋肉細胞に貯蔵されます。頻繁に保存される食品には脂肪も含まれていますが、一部の脂肪は異なる機能を実行します。つまり、必須の構造成分として機能します。細胞内のタンパク質（種子細胞を除く）は通常、保存されません。

細胞の典型的な構成を説明することは不可能です。主な理由は、貯蔵されている食物と水の量に大きな違いがあるためです。たとえば、肝細胞には 70% の水、17% のタンパク質、5% の脂肪、2% の炭水化物、および 0.1% の核酸が含まれています。残りの 6% は塩および低分子量有機化合物、特にアミノ酸に由来します。通常、植物細胞にはタンパク質が少なく、炭水化物が大幅に多く、水分が若干多く含まれています。例外は、休止状態にある細胞です。胚の栄養源となる小麦粒の休止細胞には、約タンパク質 12% (ほとんどが貯蔵タンパク質)、脂肪 2%、炭水化物 72%。水の量は穀物の発芽の初めにのみ通常のレベル（70〜80％）に達します。

「典型的な」動物細胞 – 基本的な細胞構造が概略的に示されています。

「典型的な」植物細胞 – 基本的な細胞構造が概略的に描かれています。

いくつかの細胞（主に植物と細菌）には外側細胞壁があります。高等植物ではセルロースで構成されます。壁は細胞自体を囲み、機械的ストレスから細胞を保護します。細胞、特に細菌細胞も粘液物質を分泌することができ、それによって細胞壁と同様に保護機能を持つカプセルを自身の周囲に形成します。

ペニシリンの影響下での多くの細菌の死は細胞壁の破壊と関連しています。実際、細菌の細胞内では塩や低分子化合物の濃度が非常に高いため、補強壁がないと浸透圧によって細胞内に水が流入し、細胞の破裂を引き起こす可能性があります。ペニシリンは細胞増殖中の細胞壁の形成を妨げ、細胞の破裂（溶解）を引き起こします。

細胞壁とカプセルは代謝に関与せず、多くの場合、細胞を殺さずに分離できます。したがって、それらはセルの外部補助部品と考えることができます。動物細胞には通常、細胞壁とカプセルがありません。

セル自体は 3 つの主要な部分で構成されています。細胞壁が存在する場合、その下には細胞膜があります。膜は細胞質と呼ばれる不均一な物質を取り囲んでいます。円形または楕円形の核が細胞質に浸っています。以下では、細胞のこれらの部分の構造と機能を詳しく見ていきます。

細胞膜

細胞膜は細胞の非常に重要な部分です。すべての細胞コンポーネントをまとめて保持し、内部環境と外部環境を描写します。さらに、細胞膜の改変されたひだによって、細胞小器官の多くが形成されます。

細胞膜は分子の二重層 (二分子層、または二重層) です。これらは主にリン脂質の分子とそれに関連するその他の物質です。脂質分子には二重の性質があり、それは水との関係でどのように振る舞うかに現れます。分子の頭は親水性です。水との親和性があり、炭化水素尾部は疎水性です。したがって、脂質は水と混合すると、その表面に油膜のような膜を形成します。さらに、それらの分子はすべて同じ方向を向いています。分子の頭部は水中にあり、炭化水素の尾部は水面上にあります。

細胞膜にはこのような層が 2 つあり、それぞれの分子の頭は外側を向き、尾は膜の内側を向いており、したがって水と接触しません。このような膜の厚さは約 100 μm です。 7nm。主要な脂質成分に加えて、脂質二重層内で「浮遊」できる大きなタンパク質分子が含まれており、一方の面が細胞の内側を向き、もう一方の面が外部環境と接触するように配置されています。一部のタンパク質は、膜の外側表面または内側表面にのみ存在するか、脂質二重層に部分的にのみ浸漬されています。

細胞膜の主な機能は、細胞の内外への物質の輸送を調節することです。膜は物理的に油に似ているため、油やエーテルなどの有機溶媒に溶ける物質は容易に通過します。酸素や二酸化炭素などの気体も同様です。同時に、膜はほとんどの水溶性物質、特に糖や塩に対して実質的に不透過性です。これらの特性のおかげで、細胞内では外部とは異なる化学環境を維持することができます。たとえば、血液中ではナトリウムイオンの濃度が高く、カリウムイオンの濃度は低くなりますが、細胞内液中ではこれらのイオンは逆の比率で存在します。同様の状況は、他の多くの化合物でもよく見られます。

しかし、細胞は代謝に必要な物質を受け取り、最終生成物を除去しなければならないため、細胞を環境から完全に隔離することができないことは明らかです。さらに、脂質二重層は、水溶性物質やそれを透過するいわゆる物質に対しても完全に不浸透性ではありません。「チャネル形成」タンパク質は、（タンパク質の立体構造の変化に応じて）開閉できる細孔またはチャネルを作成し、開いたときに特定のイオン（Na+、K+、Ca2+）を濃度勾配に沿って伝導します。したがって、膜の透過性が低いだけでは細胞内外の濃度差を維持することができません。実際、分子の「ポンプ」の機能を果たすタンパク質が含まれています。タンパク質は、濃度勾配に逆らって特定の物質を細胞の内外に輸送します。その結果、例えば細胞内のアミノ酸の濃度が高く、細胞外のアミノ酸の濃度が低い場合でも、アミノ酸は外部環境から内部環境へ流れることができます。この移動は能動輸送と呼ばれ、代謝によって供給されるエネルギーを使用します。膜ポンプは非常に特異的であり、それぞれが特定の金属のイオンのみ、またはアミノ酸、または糖を輸送することができます。膜イオンチャネルも特異的です。

このような選択的透過性は生理学的に非常に重要であり、その欠如は細胞死の最初の証拠となります。これはビートの例で簡単に説明できます。生きたビートの根を冷水に浸すと、色素が残ります。ビーツを茹でると細胞が死んで透過しやすくなり、色素が失われるため水が赤くなります。

細胞はタンパク質などの大きな分子を「飲み込む」ことができます。特定のタンパク質の影響下で、それらが細胞の周囲の液体に存在すると、細胞膜に陥入が発生し、その後閉じて小胞（水とタンパク質分子を含む小さな液胞）を形成します。この後、液胞の周囲の膜が破れ、内容物が細胞内に入ります。このプロセスは、飲作用（文字通り「細胞を飲む」）またはエンドサイトーシスと呼ばれます。

食べかすなどの大きな粒子も、いわゆる「発作」の間に同様の方法で吸収されます。食作用。通常、食作用中に形成される液胞はより大きく、食物は周囲の膜が破裂する前に液胞内のリソソーム酵素によって消化されます。このタイプの栄養は、細菌を食べるアメーバなどの原生動物に典型的です。しかし、食作用の能力は、下等動物の腸細胞と、脊椎動物の白血球（白血球）の一種である食細胞の両方に特徴的です。後者の場合、このプロセスの意味は、食細胞自体の栄養ではなく、細菌、ウイルス、および体に有害なその他の異物の破壊にあります。

液胞の機能は異なる場合があります。たとえば、淡水に生息する原生動物は、細胞内部の塩濃度が外部よりもはるかに高いため、水の浸透圧流入が絶え間なく発生します。彼らは水を特別な排泄（収縮）液胞に分泌することができ、定期的にその内容物を押し出します。

植物細胞は多くの場合、細胞のほぼ全体を占める 1 つの大きな中央液胞を持っています。細胞質は、細胞壁と液胞の間に非常に薄い層しか形成しません。このような液胞の機能の 1 つは水の蓄積であり、これにより細胞のサイズが急速に増大します。この能力は、植物組織が成長して繊維構造を形成する時期に特に必要です。

組織では、細胞がしっかりと結合している場所で、その膜には、膜を貫通するタンパク質によって形成された多数の孔、いわゆる孔が含まれています。接続。隣接する細胞の細孔は互いに反対側に位置しているため、低分子物質は細胞から細胞へ移動できます。この化学伝達システムが細胞の生命活動を調整します。このような調整の一例は、多くの組織で観察される隣接する細胞の多かれ少なかれ同期的な分裂です。

脂質分子の二重層に対するタンパク質分子の位置を示す細胞膜のモデル。ほとんどの細胞のタンパク質は、脂質二重層の表面に存在するか、脂質二重層に埋め込まれており、ある程度横方向に移動できます。コレステロールは高等生物の細胞膜にも存在します。

細胞質

細胞質には外膜と同様の内膜が含まれており、さまざまな種類の細胞小器官を形成します。これらの膜は、外膜のひだとして考えることができます。場合によっては、内膜が外膜と一体になっている場合もありますが、多くの場合、内膜が解けて外膜との接触が遮断されます。ただし、接触が維持されている場合でも、内膜と外膜は化学的に必ずしも同一であるとは限りません。特に、膜タンパク質の組成は細胞小器官によって異なります。

小胞体。細管と小胞からなる内膜のネットワークは、細胞表面から核まで伸びています。このネットワークは小胞体と呼ばれます。細管は細胞の表面で開いており、したがって小胞体は外部環境が細胞の内容物全体と直接相互作用できる微小循環装置の役割を果たしていることがよく知られています。この相互作用は一部の細胞、特に筋肉細胞で見られていますが、それが普遍的であるかどうかはまだ明らかではありません。いずれの場合でも、これらの細管を通した細胞のある部分から別の部分への多くの物質の輸送が実際に起こります。

リボソームと呼ばれる小さな小体が、小胞体の表面、特に核近くを覆っています。リボソーム直径約 15 nmで、半分はタンパク質、半分はリボ核酸で構成されています。それらの主な機能はタンパク質合成です。メッセンジャー RNA とトランスファー RNA に関連するアミノ酸がその表面に付着しています。小胞体のリボソームで覆われた領域は粗面小胞体と呼ばれ、リボソームのない小胞体は平滑小胞体と呼ばれます。リボソームに加えて、ステロールの形成や特定の毒の中和に酸素を確実に使用する酵素系など、さまざまな酵素が小胞体に吸着または付着しています。不利な条件下では、小胞体は急速に変性するため、その状態は細胞の健康状態を示す敏感な指標として機能します。

ゴルジ体。ゴルジ体（ゴルジ複合体）は、小胞体の特殊な部分であり、平膜の嚢が積み重なって構成されています。それは細胞によるタンパク質の分泌に関与しており（分泌されたタンパク質の顆粒への詰め込みが細胞内で起こります）、したがって特に分泌機能を実行する細胞で発達します。ゴルジ装置の重要な機能には、タンパク質への炭水化物基の結合、および細胞膜およびリソソーム膜を構築するためのこれらのタンパク質の使用も含まれます。一部の藻類では、ゴルジ装置でセルロース繊維が合成されます。

リソソームは、単一の膜で囲まれた小さな小胞です。それらはゴルジ体から、そしておそらく小胞体から出芽します。リソソームには、大きな分子、特にタンパク質を分解するさまざまな酵素が含まれています。これらの酵素は、その破壊的な作用により、いわばリソソームに「閉じ込められ」、必要な場合にのみ放出されます。したがって、細胞内消化中に、酵素がリソソームから消化液胞に放出されます。リソソームは細胞の破壊にも必要です。たとえば、オタマジャクシが成体のカエルに変化する際、リソソーム酵素の放出により尾細胞が確実に破壊されます。この場合、これは正常であり、体にとって有益ですが、場合によっては、そのような細胞の破壊は病的である場合があります。たとえば、アスベスト粉塵を吸入すると、肺細胞に浸透し、リソソームが破裂して細胞が破壊され、肺疾患が発症する可能性があります。

ミトコンドリアと葉緑体。ミトコンドリアは比較的大きな嚢状の構造であり、かなり複雑な構造を持っています。それらは、内膜、膜間空間、および外膜に囲まれたマトリックスで構成されています。内膜はクリステと呼ばれるひだ状に折り畳まれています。タンパク質のクラスターがクリステ上にあります。それらの多くは、炭水化物分解生成物の酸化を触媒する酵素です。他のものは脂肪の合成と酸化の反応を触媒します。これらのプロセスに関与する補助酵素はミトコンドリアのマトリックスに溶解しています。

有機物質の酸化はミトコンドリアで起こり、アデノシン三リン酸 (ATP) の合成も伴います。 ATP の分解によるアデノシン二リン酸 (ADP) の形成にはエネルギーの放出が伴い、このエネルギーはタンパク質や核酸の合成、細胞内外への物質の輸送、伝達などのさまざまな生命プロセスに費やされます。神経インパルスまたは筋肉の収縮。したがって、ミトコンドリアは、「燃料」（脂肪と炭水化物）を細胞、ひいては体全体で使用できるエネルギーの形に処理するエネルギーステーションです。

植物細胞にもミトコンドリアが含まれていますが、細胞の主なエネルギー源は光です。これらの細胞は光エネルギーを使用して ATP を生成し、二酸化炭素と水から炭水化物を合成します。

光エネルギーを蓄積する色素であるクロロフィルは葉緑体にあります。ミトコンドリアと同様、葉緑体には内膜と外膜があります。葉緑体の発生中に内膜が成長して、いわゆる葉緑体が生じます。チラコイド膜。後者は平らな袋を形成し、コインの柱のように積み重ねられます。グラナと呼ばれるこれらのスタックにはクロロフィルが含まれています。葉緑体には、クロロフィルに加えて、光合成に必要な他のすべての成分が含まれています。

一部の特殊な葉緑体は光合成を実行しませんが、デンプンや色素を貯蔵するなどの他の機能を持っています。

相対的な自律性。ある点では、ミトコンドリアと葉緑体は自律生物のように動作します。たとえば、細胞自体が細胞からのみ生じるのと同様に、ミトコンドリアと葉緑体は既存のミトコンドリアと葉緑体からのみ形成されます。このことは、抗生物質ストレプトマイシンによって葉緑体の形成が抑制された植物細胞と、他の薬物によってミトコンドリアの形成が抑制された酵母細胞での実験で実証されました。このような影響の後、細胞は失われた細胞小器官を回復することはありませんでした。その理由は、ミトコンドリアと葉緑体には、その構造の一部をコードする一定量の独自の遺伝物質 (DNA) が含まれているためです。この DNA が失われると、つまり細胞小器官の形成が抑制されると、構造を再構築できなくなります。どちらのタイプの細胞小器官も独自のタンパク質合成システム (リボソームとトランスファー RNA) を持っていますが、これは細胞の主要なタンパク質合成システムとは多少異なります。たとえば、細胞小器官のタンパク質合成システムは抗生物質の助けを借りて抑制できるが、抗生物質は主要なシステムには影響を及ぼさないことが知られている。

オルガネラ DNA は、染色体外または細胞質の遺伝の大部分を担っています。細胞が分裂すると、細胞小器官の DNA が染色体とは異なる方法で娘細胞に伝達されるため、染色体外遺伝はメンデルの法則に従いません。細胞小器官 DNA と染色体 DNA に生じる突然変異の研究により、細胞小器官 DNA は細胞小器官の構造のごく一部にのみ関与していることが示されました。それらのタンパク質のほとんどは、染色体上にある遺伝子にコードされています。

検討中の細胞小器官の部分的な遺伝的自律性とそれらのタンパク質合成システムの特徴は、ミトコンドリアと葉緑体が10億年から20億年前に細胞内に定住した共生細菌に由来するという仮定の基礎として役立ちました。このような共生の現代の例は、一部のサンゴや軟体動物の細胞内に生息する小さな光合成藻類です。藻類は宿主に酸素を提供し、宿主から栄養素を受け取ります。

原繊維構造。細胞の細胞質は粘性流体であるため、細胞が密集していない限り、表面張力により細胞は球形であると予想されます。ただし、これは通常は観察されません。多くの原生動物は、細胞に特定の非球形の形状を与える緻密な外皮または膜を持っています。それにもかかわらず、膜がなくても、細胞質が多数のかなり硬い平行な繊維の助けを借りて構造化されているという事実により、細胞は非球形の形状を維持することができます。後者は、らせん状に組織されたタンパク質単位からなる中空微小管によって形成されます。

一部の原生動物は仮足、つまり食物を捕らえる長くて薄い細胞質突起を形成します。仮足は、微小管の剛性によりその形状を維持します。静水圧が約 100 気圧まで増加すると、微小管は崩壊し、細胞は液滴の形状になります。圧力が正常に戻ると、微小管が再集合し、細胞が仮足を形成します。他の多くの細胞も同様の方法で圧力の変化に反応し、これは細胞の形状の維持に微小管が関与していることを裏付けています。細胞が急速に形状を変化させるために必要な微小管の集合と崩壊は、圧力の変化がない場合でも起こります。

微小管は、細胞運動の器官として機能する原線維構造も形成します。一部の細胞には鞭毛または繊毛と呼ばれる鞭状の突起があり、その鼓動によって水中での細胞の移動が保証されます。細胞が静止している場合、これらの構造は水、食べかす、その他の粒子を細胞に近づけたり、細胞から遠ざけたりします。鞭毛は比較的大きく、通常、細胞には 1 つだけ、場合によっては複数の鞭毛があります。繊毛ははるかに小さく、細胞の表面全体を覆っています。これらの構造は主に最も単純な構造の特徴ですが、高度に組織化された形で存在することもあります。人間の体では、すべての気道が繊毛で覆われています。肺に侵入した小さな粒子は通常、細胞表面の粘液によって捕らえられ、繊毛が粘液と一緒に粒子を押し出し、肺を保護します。ほとんどの動物と一部の下等植物の雄の生殖細胞は、鞭毛の助けを借りて移動します。

他の種類の細胞運動もあります。その一つがアメーバ運動です。アメーバは、多細胞生物の一部の細胞と同様に、場所から場所へと「流れます」。セルの内容の流れによって移動します。植物細胞内にも一定の物質の流れが存在しますが、細胞全体の運動を伴うわけではありません。最も研究されている種類の細胞運動は筋細胞の収縮です。これは原線維 (タンパク質の糸) が相互にスライドすることによって行われ、細胞の短縮につながります。

芯

核は二重膜で囲まれています。 2 つの膜間の非常に狭い (約 40 nm) 空間は核周囲と呼ばれます。核膜は小胞体の膜を通過し、核周囲空間が網様空間に開いています。通常、核膜には非常に狭い孔があります。どうやら、メッセンジャー RNA などの大きな分子は、DNA 上で合成されて細胞質に入るなど、それらを通って輸送されるようです。

遺伝物質の大部分は細胞核の染色体にあります。染色体は二本鎖 DNA の長い鎖で構成されており、これに塩基性 (つまりアルカリ性) タンパク質が結合しています。染色体には複数の同一の DNA 鎖が隣り合って存在する場合があります。このような染色体はポリテン (多重鎖) と呼ばれます。染色体の数は種によって異なります。人体の二倍体細胞には、46 本の染色体、つまり 23 対が含まれています。

非分裂細胞では、染色体は 1 つ以上の点で核膜に付着しています。コイルが解けた通常の状態では、染色体は非常に薄いため、光学顕微鏡では見ることができません。 1 つまたは複数の染色体の特定の遺伝子座 (セクション) では、ほとんどの細胞の核に存在する、いわゆる高密度体が形成されます。核小体。核小体では、リボソームの構築に使用される RNA や他の種類の RNA の合成と蓄積が行われます。

細胞分裂

すべての細胞は前の細胞の分裂から生じますが、すべてが分裂を続けるわけではありません。たとえば、脳の神経細胞は、一度形成されると分裂しません。その数は徐々に減少しています。損傷した脳組織は再生によって回復することができません。細胞が分裂を続ける場合、細胞周期は間期と有糸分裂という 2 つの主要な段階からなるという特徴があります。

中間期自体は、G1、S、G2 の 3 つのフェーズで構成されます。以下は、植物細胞と動物細胞の典型的な持続期間です。

G1 (4 ～ 8 時間)。この段階は、細胞の誕生直後に始まります。 G1 期では、染色体 (変化しない) を除いて、細胞の質量が増加します。細胞がさらに分裂しない場合、細胞はこの段階に留まります。

S (6 ～ 9 時間)。細胞量は増加し続け、染色体 DNA の倍加 (重複) が起こります。ただし、各染色体の 2 つのコピー (染色分体) が全長に沿って依然として互いに接続されているため、染色体の質量は 2 倍になっていますが、構造は単一のままです。

G2。細胞の質量は元の質量の約 2 倍になるまで増加し続け、その後有糸分裂が発生します。

有糸分裂

染色体が複製された後、各娘細胞は完全な染色体のセットを受け取る必要があります。単純な細胞分裂ではこれを達成することはできません。この結果は、有糸分裂と呼ばれるプロセスを通じて達成されます。詳細には立ち入りませんが、このプロセスの始まりは、細胞の赤道面における染色体の整列であると考えるべきです。次に、各染色体は縦方向に 2 つの染色分体に分裂し、それらは反対方向に分岐し始め、独立した染色体になります。その結果、完全な染色体のセットが細胞の両端に位置します。その後、細胞は 2 つに分裂し、各娘細胞は完全な染色体のセットを受け取ります。

以下は、典型的な動物細胞における有糸分裂の説明です。通常は4つの段階に分かれています。

I. 前期。特別な細胞構造である中心小体は 2 倍になり (この倍増は間期の S 期に起こることもあります)、2 つの中心小体は核の反対極に分岐し始めます。核膜が破壊されます。同時に、特殊なタンパク質が結合（凝集）し、糸状の微小管を形成します。中心小体は現在細胞の対極に位置しており、微小管に組織化効果をもたらし、その結果、微小管は放射状に並び、アスターの花（「星」）の外観を思わせる構造を形成します。他の微小管の糸は、ある中心小体から別の中心小体に伸びて、いわゆる中心小体を形成します。核分裂スピンドル。このとき、染色体はバネのように螺旋を描いた状態になっています。それらは、特に染色後、光学顕微鏡ではっきりと見ることができます。前期では、染色体は分割されますが、染色分体はセントロメア（中心小体と機能が似た染色体小器官）の領域にペアで結合したままです。セントロメアは紡錘体フィラメントにも組織化効果をもたらし、セントロメアからセントロメアへ、そしてセントロメアから別の中心小体へと伸びています。

II. 中期。それまでランダムに並んでいた染色体は、セントロメアに取り付けられた紡錘糸に引っ張られるように動き始め、徐々に両極から等距離の一定の位置に同一平面上に並びます。染色体と一緒に同じ平面にあるセントロメアは、いわゆるセントロメアを形成します。赤道プレート。染色分体の対を接続するセントロメアが分裂し、その後、姉妹染色体が完全に分離されます。

Ⅲ．後期。各ペアの染色体は、あたかも紡錘糸に引きずられるかのように、極に向かって反対方向に移動します。この場合、対になった染色体のセントロメア間にも糸が形成されます。

IV. 終期。染色体が反対極に近づくとすぐに、細胞自体が赤道板があった平面に沿って分裂し始めます。その結果、２つのセルが形成される。紡錘糸が破壊され、染色体がほどけて見えなくなり、その周囲に核膜が形成されます。細胞は間期の G1 期に戻ります。有糸分裂の全プロセスには約 1 時間かかります。

有糸分裂の詳細は、細胞の種類によって多少異なります。典型的な植物細胞は紡錘体を形成しますが、中心小体がありません。真菌では、有糸分裂は核膜の事前の崩壊なしに核内で起こります。

細胞質分裂と呼ばれる細胞自体の分裂は、有糸分裂と厳密には関係ありません。場合によっては、細胞分裂を行わずに 1 つ以上の有糸分裂が発生することがあります。その結果、藻類によく見られる多核細胞が形成されます。顕微操作によってウニの卵から核が取り除かれると、紡錘体は形成され続け、卵は分裂し続けます。これは、染色体の存在が細胞分裂の必須条件ではないことを示しています。

有糸分裂による生殖は、無性生殖、栄養生殖、またはクローン作成と呼ばれます。その最も重要な側面は遺伝的です。このような生殖では、子孫に遺伝的要素の分岐はありません。結果として生じる娘細胞は、遺伝的に母細胞とまったく同じです。有糸分裂は、多くの単細胞生物など、有性生殖を持たない種における自己生殖の唯一の方法です。しかし、有性生殖を行う種であっても、体細胞は有糸分裂によって分裂し、単一の細胞である受精卵から生じるため、遺伝的にはすべて同一です。高等植物は、実生と蔓によって無性生殖（有糸分裂を使用）することができます（よく知られた例はイチゴです）。

細胞分裂のプロセスである有糸分裂は 4 つの段階に分かれています。有糸分裂の間に、細胞は間期段階にあります。

減数分裂

生物の有性生殖は、いわゆる特殊な細胞の助けを借りて行われます。配偶子 - 卵母細胞（卵子）と精子（精子）。配偶子は融合して 1 つの細胞、つまり接合子を形成します。各配偶子は一倍体です。 1組の染色体を持っています。セット内のすべての染色体は異なりますが、卵子の各染色体は精子の染色体の 1 つに対応します。したがって、接合子には、相同と呼ばれる、互いに対応する一対の染色体がすでに含まれています。相同染色体は、特定の特性を決定する同じ遺伝子またはその変異体 (対立遺伝子) を持っているため、似ています。たとえば、対になった染色体の一方は血液型 A をコードする遺伝子を持ち、もう一方は血液型 B をコードする遺伝子変異を持っている可能性があります。卵子に由来する受精卵の染色体は母系であり、精子に由来する染色体は父系です。

有性生殖を行う原生動物や単細胞藻類に見られるように、有糸分裂が繰り返された結果、得られた接合子から多細胞生物または多数の自由生活細胞が生じます。

配偶子の形成中に、接合子に存在する二倍体の染色体のセットは半分に減らさなければなりません。これが起こらなかった場合、各世代で配偶子の融合により染色体のセットが倍増することになります。染色体の一倍体数への減少は、いわゆる減少分裂の結果として起こります。減数分裂、有糸分裂の変形です。

減数分裂は、雄と雌の配偶子の形成を確実にします。これは、有性生殖を行うすべての植物や動物の特徴です。

切断と再結合。減数分裂の特徴は、細胞分裂中に赤道板が有糸分裂の場合のように複製された個々の染色体ではなく、相同染色体の対によって形成されることです。それぞれ単一のままの対の染色体が細胞の反対極に分岐し、細胞が分裂します。その結果、娘細胞は接合子と比較して半分の染色体セットを受け取ります。

たとえば、半数体のセットが 2 つの染色体で構成されていると仮定します。接合子 (したがって配偶子を生成する生物のすべての細胞) には、母親の染色体 A と B、および父親の染色体 A" と B" が存在します。減数分裂中に、次のように分裂します。

この例で最も重要なことは、染色体が分岐するときに、必ずしも元の母方と父方のセットが形成されるわけではなく、上の図の配偶子AB"とA"Bのように、遺伝子の組み換えが可能であるという事実です。

ここで、一対の染色体「AA」に、血液型 A と B を決定する遺伝子の 2 つの対立遺伝子 a と b が含まれているとします。同様に、一対の染色体「BB」には、血液型を決定する別の遺伝子の対立遺伝子 m と n が含まれています。 M と N。これらの対立遺伝子の分離は次のようになります。

明らかに、結果として得られる配偶子には、2 つの遺伝子の対立遺伝子の組み合わせ (am、bn、bm、an のいずれか) が含まれる可能性があります。

より多くの染色体がある場合、対立遺伝子のペアは同じ原理に従って独立して分離します。これは、同じ接合子が遺伝子対立遺伝子の異なる組み合わせを持つ配偶子を生成し、子孫に異なる遺伝子型が生じる可能性があることを意味します。

減数分裂。どちらの例も減数分裂の原理を示しています。実際、減数分裂は 2 つの連続する分裂を伴うため、はるかに複雑なプロセスです。減数分裂の主な点は、細胞が 2 回分裂する間に染色体が 1 回だけ倍になることです。その結果、染色体の数が減少し、2 倍体セットが 1 倍体セットに変わります。

最初の分裂の前期では、相同染色体が結合します。つまり、それらは対になって集まります。この非常に正確なプロセスの結果、各遺伝子は別の染色体上のその相同体と反対側に配置されます。その後、両方の染色体が倍増しますが、染色分体は共通のセントロメアによって互いに接続されたままになります。

中期では、4 つの接続された染色分体が並んで、あたかも 1 つの複製された染色体であるかのように赤道板を形成します。有糸分裂で起こることとは反対に、セントロメアは分裂しません。その結果、各娘細胞はセントロメアによって接続されたままの染色分体のペアを受け取ります。 2 番目の分裂では、すでに個別になっていた染色体が再び並び、有糸分裂の場合と同様に赤道板を形成しますが、この分裂では染色体の倍加は起こりません。その後、セントロメアが分裂し、各娘細胞が 1 つの染色分体を受け取ります。

細胞質分裂。二倍体細胞の 2 回の減数分裂の結果、4 つの細胞が形成されます。男性の生殖細胞が形成されると、ほぼ同じサイズの精子が4個得られます。卵が形成されるとき、細胞質の分裂は非常に不均一に起こります。1 つの細胞は大きいままですが、他の 3 つは非常に小さいため、ほぼ完全に核で占められています。これらの小さな細胞は、いわゆる。極体は、減数分裂の結果として形成される過剰な染色体を収容するためにのみ機能します。受精卵に必要な細胞質の大部分は、1 つの細胞、つまり卵子の中に残ります。

世代交代

原始細胞: 原核生物

上記のすべては、総称して真核生物と呼ばれる、植物、動物、原生動物、単細胞藻類の細胞に当てはまります。真核生物は、より単純な形である原核生物から進化し、現在では古細菌やシアノバクテリア（後者は以前は藍藻類と呼ばれていました）などの細菌に代表されています。真核細胞と比較して、原核細胞は小さく、細胞小器官の数も少なくなります。細胞膜はありますが、小胞体がなく、リボソームは細胞質内を自由に浮遊しています。ミトコンドリアは存在しませんが、通常、酸化酵素が細胞膜に付着しているため、細胞膜はミトコンドリアと同等になります。原核生物には葉緑体も欠如しており、クロロフィルは存在するとしても、非常に小さな顆粒の形で存在します。

原核生物には膜で囲まれた核がありませんが、DNA の位置はその光学密度によって特定できます。染色体に相当するのは、通常は環状で、はるかに少ないタンパク質が結合した DNA 鎖です。 DNA鎖は細胞膜の一点で結合しています。原核生物には有糸分裂はありません。これは次のプロセスに置き換えられます。DNA が倍加し、その後細胞膜が DNA 分子の 2 つのコピーの隣接する結合点の間で成長し始め、その結果、徐々に分岐します。細胞は最終的に DNA 分子の結合点の間で分裂し、それぞれが独自の DNA コピーを持つ 2 つの細胞を形成します。

細胞分化

多細胞の植物と動物は、細胞が分裂した後も一緒に残ってコロニーを形成する単細胞生物から進化しました。当初、すべての細胞は同一でしたが、さらなる進化により分化が生じました。まず、体細胞（体細胞）と生殖細胞が分化しました。さらなる分化はより複雑になり、ますます多くの異なる細胞型が発生しました。個体発生 (多細胞生物の個々の発生) は、一般的にこの進化プロセス (系統発生) を繰り返します。

生理学的に、細胞は、すべての細胞に共通する 1 つまたは別の特徴を強化することによって部分的に分化します。たとえば、筋細胞の収縮機能が強化されていますが、これは、あまり特殊化されていない細胞でアメーバ様運動やその他の種類の運動を実行する機構が改善された結果である可能性があります。同様の例は、いわゆる突起を備えた薄壁の根細胞です。塩分と水を吸収する働きをする根毛。程度の差はあれ、この機能はすべての細胞に本来備わっています。場合によっては、専門化は新しい構造や機能の獲得と関連しています。一例としては、精子の運動器官 (鞭毛) の発達が挙げられます。

細胞レベルまたは組織レベルでの分化は、ある程度詳細に研究されています。たとえば、それが自律的に発生する場合があることを私たちは知っています。隣接するセルがどのようなタイプであるかに関係なく、あるタイプのセルが別のタイプのセルに変わる可能性があります。ただし、いわゆる胚誘導は、ある種類の組織が別の種類の細胞を刺激して特定の方向に分化させる現象です。

一般的な場合、微分は不可逆的です。高度に分化した細胞は、別の種類の細胞に変化することができません。しかし、これは、特に植物細胞では常に当てはまるわけではありません。

構造と機能の違いは、最終的には細胞内でどのような種類のタンパク質が合成されるかによって決まります。タンパク質合成は遺伝子によって制御され、遺伝子セットは体のすべての細胞で同じであるため、分化はさまざまな種類の細胞における特定の遺伝子の活性化または不活性化に依存する必要があります。遺伝子活性の調節は転写レベルで起こります。 DNAを鋳型としたメッセンジャーRNAの形成。転写された遺伝子のみがタンパク質を生成します。合成されたタンパク質は転写をブロックする可能性がありますが、場合によっては転写を活性化することもあります。さらに、タンパク質は遺伝子の産物であるため、一部の遺伝子は他の遺伝子の転写を制御できます。ホルモン、特にステロイドも転写の調節に関与しています。非常に活性の高い遺伝子は何度も複製 (倍増) して、より多くのメッセンジャー RNA を生成します。

悪性腫瘍の発生は、細胞分化の特殊なケースとして考えられてきました。しかし、悪性細胞の出現は DNA 構造の変化 (突然変異) の結果であり、正常な DNA のタンパク質への転写および翻訳のプロセスではありません。

細胞を研究する方法

光学顕微鏡。細胞の形態と構造の研究において、最初のツールは光学顕微鏡でした。その分解能は、光の波長（可視光の場合は 0.4 ～ 0.7 μm）に相当する寸法によって制限されます。ただし、細胞構造の多くの要素のサイズははるかに小さいです。

もう 1 つの問題は、ほとんどの細胞成分が透明で、屈折率が水とほぼ同じであることです。視認性を向上させるために、さまざまな細胞成分に対して異なる親和性を持つ染料がよく使用されます。染色は細胞化学の研究にも使用されます。たとえば、一部の色素は核酸に優先的に結合し、それによって細胞内での局在を明らかにします。生細胞を染色するためにごく一部の色素 (生体内色素と呼ばれます) を使用できますが、通常、染色する前にまず細胞を (タンパク質凝固物質を使用して) 固定する必要があります。

通常、試験前に細胞または組織片をパラフィンまたはプラスチックに包埋し、ミクロトームを使用して非常に薄い切片に切断します。この方法は、腫瘍細胞を特定するために臨床検査室で広く使用されています。従来の光学顕微鏡法に加えて、蛍光顕微鏡法、位相差顕微鏡法、分光法、X 線回折分析など、細胞を研究するための他の光学的方法も開発されています。

電子顕微鏡。電子顕微鏡の分解能は約 1000 万です。 1～2nm。大きなタンパク質分子を研究するにはこれで十分です。通常、金属塩または金属を使用してオブジェクトに色を付けたり、コントラストを付けたりする必要があります。この理由と、対象物を真空中で検査するため、電子顕微鏡を使用して研究できるのは死んだ細胞だけです。

オートラジオグラフィー。代謝中に細胞に吸収される放射性同位体を培地に添加すると、オートラジオグラフィーを使用してその細胞内局在を検出できます。この方法では、細胞の薄い切片がフィルム上に配置されます。放射性同位体が存在する場所ではフィルムが暗くなります。

遠心分離。細胞成分の生化学的研究では、機械的、化学的、または超音波によって細胞を破壊する必要があります。放出された成分は液体中に懸濁しており、遠心分離 (ほとんどの場合は密度勾配) によって分離および精製できます。通常、このような精製された成分は高い生化学的活性を保持しています。

細胞培養。一部の組織は個々の細胞に分割できるため、細胞は生きたままになり、多くの場合は再生できます。この事実は、細胞が生命単位であるという考えを決定的に裏付けています。原始的な多細胞生物であるスポンジは、ふるいを通してこすると細胞に分離できます。しばらくすると、これらの細胞が再結合してスポンジを形成します。動物の胎児組織は、酵素や細胞間の結合を弱めるその他の手段を使用して解離させることができます。

アメリカの発生学者 R. ハリソン (1879 ～ 1959 年) は、胚細胞および一部の成熟細胞さえも、適切な環境下では体外で成長し増殖できることを初めて示しました。細胞培養と呼ばれるこの技術は、フランスの生物学者 A. カレル (1873 ～ 1959 年) によって完成されました。植物細胞も培養で成長させることができますが、動物細胞と比較して大きな塊を形成し、互いにより強固に付着しているため、培養の成長につれて個々の細胞ではなく組織が形成されます。細胞培養では、ニンジンなどの成体植物全体を単一の細胞から成長させることができます。

顕微手術。マイクロマニピュレーターを使用すると、細胞の個々の部分を何らかの方法で削除、追加、または変更できます。大きなアメーバ細胞は、細胞膜、細胞質、核の 3 つの主要な構成要素に分割でき、その後、これらの構成要素が再集合して生きた細胞を形成します。このようにして、異なる種類のアメーバの成分からなる人工細胞が得られます。

いくつかの細胞成分を人工的に合成することが可能であると考えられることを考慮すると、人工細胞を組み立てる実験は、実験室で新しい生命の形態を生み出すための第一歩となるかもしれません。すべての生物は単一の細胞から発生するため、人工細胞を作成する方法では、原則として、既存の細胞に見られるものとわずかに異なる成分を同時に使用する場合に、特定の種類の生物を構築することができます。しかし、実際には、すべての細胞成分を完全に合成する必要はありません。細胞のすべてではないにしても、ほとんどの構成要素の構造は核酸によって決定されます。したがって、新しい生物の創造の問題は、新しいタイプの核酸の合成と、特定の細胞における天然の核酸の置き換えに帰着します。

細胞融合。別のタイプの人工細胞は、同じまたは異なる種の細胞を融合することによって得ることができます。融合を達成するには、細胞をウイルス酵素にさらします。この場合、2つの細胞の外表面が接着され、それらの間の膜が破壊され、2組の染色体が1つの核に囲まれた細胞が形成されます。異なる種類の細胞や異なる分裂段階の細胞を融合することが可能です。この方法により、マウスとニワトリ、ヒトとマウス、ヒトとヒキガエルのハイブリッド細胞を得ることができた。このような細胞は最初だけハイブリッドであり、多数の細胞分裂の後、どちらかのタイプの染色体のほとんどを失います。最終産物は、例えば、本質的には、ヒト遺伝子が全く存在しないか、または微量しか存在しないマウス細胞となる。特に興味深いのは、正常細胞と悪性細胞の融合です。ハイブリッドが悪性化する場合もあれば、悪性化しない場合もあります。どちらの特性も、優性と劣性の両方として現れる可能性があります。悪性腫瘍はさまざまな要因によって引き起こされ、複雑なメカニズムを持っているため、この結果は予想外ではありません。

細胞は、家のレンガと同様、ほぼすべての生物の建築材料です。それらはどのような部分で構成されていますか? 細胞内でさまざまな特殊な構造がどのような機能を果たしているのでしょうか? これらの質問やその他多くの質問に対する答えは、この記事で見つけることができます。

細胞とは

細胞は、生物の最小の構造および機能単位です。比較的小さいサイズにもかかわらず、独自の発展レベルを形成しています。単細胞生物の例としては、緑藻類のクラミドモナスやクロレラ、原生動物のミドリムシ、アメーバ、繊毛虫などが挙げられます。そのサイズはまさに顕微鏡的です。ただし、特定の組織単位の体細胞の機能は非常に複雑です。これらは、栄養、呼吸、代謝、空間内での移動、生殖です。

セル構造の概略図

すべての生物が細胞構造を持っているわけではありません。たとえば、ウイルスは核酸とタンパク質の殻によって形成されます。植物、動物、菌類、細菌は細胞から構成されています。それらはすべて構造上の特徴が異なります。ただし、それらの一般的な構造は同じです。それは、表面装置、内部内容物 - 細胞質、細胞小器官および封入物によって表されます。細胞の機能は、これらの構成要素の構造的特徴によって決まります。たとえば、植物では、光合成は葉緑体と呼ばれる特別な細胞小器官の内面で起こります。動物にはこのような構造はありません。細胞の構造（「細胞小器官の構造と機能」の表ですべての特徴を詳細に調べます）は、自然界における細胞の役割を決定します。しかし、すべての多細胞生物は共通して、すべての器官間の代謝と相互接続を備えています。

細胞構造：表「細胞小器官の構造と機能」

この表は、細胞構造の構造を詳しく理解するのに役立ちます。

細胞構造	構造的特徴	機能
芯	マトリックス中に DNA 分子を含む二重膜細胞小器官	遺伝情報の保存と伝達
小胞体	空洞、槽、尿細管のシステム	有機物質の合成
ゴルジ複合体	袋からの多数の空洞	有機物の保管と輸送
ミトコンドリア	丸い二重膜細胞小器官	有機物の酸化
色素体	二重膜細胞小器官。その内面が構造内に突起を形成します。	葉緑体は光合成のプロセスを提供し、色素体は植物のさまざまな部分に色を与え、白緑体はデンプンを貯蔵します。
リボソーム	大小のサブユニットからなる	タンパク質生合成
液胞	植物細胞では、これらは細胞液で満たされた空洞であり、動物では、収縮性および消化性の空洞です。	水とミネラル（植物）の供給。余分な水分と塩分を確実に除去し、消化と代謝を促進します。
リソソーム	加水分解酵素を含む丸い小胞	生体高分子の分解
細胞中心	2つの中心小体からなる非膜構造	細胞切断時の紡錘体形成

ご覧のとおり、各細胞小器官は独自の複雑な構造を持っています。さらに、それらのそれぞれの構造によって、実行される機能が決まります。すべての細胞小器官の協調的な働きによってのみ、細胞、組織、生物レベルで生命が存在することが可能になります。

細胞の基本的な機能

細胞は独特の構造です。一方で、そのコンポーネントのそれぞれがそれぞれの役割を果たします。一方、細胞の機能は単一の調整された動作メカニズムに従属します。最も重要なプロセスが起こるのは、生命組織のこのレベルです。その一つが生殖です。これはプロセスに基づいており、主に 2 つの方法があります。したがって、配偶子は減数分裂によって分割され、その他すべて（体細胞）は有糸分裂によって分割されます。

膜は半透性であるため、さまざまな物質が逆方向に細胞に侵入する可能性があります。すべての代謝プロセスの基礎は水です。生体高分子は体内に入ると単純な化合物に分解されます。しかし、ミネラルは溶液中にイオンの形で存在します。

細胞封入体

細胞の機能は、封入体の存在なしでは完全に実現されません。これらの物質は、不利な期間に備えて生物が蓄えておくものです。干ばつ、低温、酸素不足などが考えられます。植物細胞内の物質の貯蔵機能はデンプンによって行われます。それは顆粒の形で細胞質に存在します。動物細胞では、グリコーゲンは貯蔵炭水化物として機能します。

生地とは

構造と機能が類似した細胞が結合して組織を形成します。この構造は特殊化されています。たとえば、上皮組織のすべての細胞は小さく、互いに緊密に隣接しています。その形状は非常に多様です。この生地は実質的に存在せず、この構造は盾に似ています。このおかげで、上皮組織は保護機能を果たします。しかし、どんな生物も「盾」だけでなく、環境との関係も必要とします。この機能を実行するために、上皮層には特別な構造、つまり孔があります。植物では、同様の構造が皮の気孔やコルクのレンズ豆です。これらの構造は、ガス交換、蒸散、光合成、体温調節を実行します。そして何よりも、これらのプロセスは分子および細胞レベルで実行されます。

細胞の構造と機能の関係

細胞の機能はその構造によって決まります。すべての生地がこの明確な例です。したがって、筋原線維は収縮することができます。これらは、空間内の個々の部分および体全体の動きを実行する筋肉組織細胞です。しかし、接続するものは異なる構造原理を持っています。このタイプの組織は大きな細胞で構成されます。それらは生物全体の基礎です。結合組織には大量の細胞間物質も含まれています。この構造により十分な容積を確保しています。このタイプの組織は、血液、軟骨、骨組織などに代表されます。

復元されていないとのことですが… この事実については様々な意見があります。しかし、ニューロンが体全体を単一の全体に接続していることを疑う人はいません。これは別の構造的特徴によって実現されます。ニューロンは、本体とプロセス、つまり軸索と樹状突起で構成されます。それらを通じて、情報は神経終末から脳に順番に流れ、そこから機能する器官に戻ります。ニューロンの働きの結果、体全体は単一のネットワークで接続されています。

したがって、ほとんどの生物は細胞構造を持っています。これらの構造は、植物、動物、菌類、細菌の構成要素です。細胞の一般的な機能は、分裂する能力、環境要因を認識する能力、および代謝です。

細胞の構造と機能を研究する科学は、 細胞学.

細胞- 生物の基本的な構造および機能単位。

細胞は、サイズが小さいにもかかわらず、非常に複雑です。細胞の内部の半液体内容物はと呼ばれます。 細胞質.

細胞質は細胞の内部環境であり、さまざまなプロセスが行われ、細胞の構成要素である細胞小器官（オルガネラ）が配置されています。

細胞核

細胞核は細胞の最も重要な部分です。
核は、2 つの膜からなる殻によって細胞質から分離されています。核膜には多数の細孔があり、さまざまな物質が細胞質から核に入ることができ、またその逆も可能です。
カーネルの内部コンテンツは次のように呼ばれます。 核プラズマまたは 核ジュース。核液の中に存在する クロマチンそして 核小体.
クロマチン DNA鎖です。細胞が分裂を始めると、クロマチンの糸が糸巻きの糸のように、特別なタンパク質の周りにらせん状にしっかりと巻きつきます。このような緻密な形成は顕微鏡ではっきりと見ることができ、こう呼ばれます。 染色体.

芯遺伝情報が含まれており、細胞の寿命を制御します。

核小体コアの中に緻密な丸い体があります。通常、細胞核には 1 ～ 7 個の核小体があります。それらは細胞分裂の間にはっきりと見え、分裂中に破壊されます。

核小体の機能は RNA とタンパク質の合成であり、そこから特別な細胞小器官が形成されます。 リボソーム.
リボソームタンパク質の生合成に参加します。細胞質では、リボソームは最も多くの場合、 粗面小胞体。あまり一般的ではありませんが、それらは細胞の細胞質内に自由に浮遊しています。

小胞体 (ER) 細胞タンパク質の合成と細胞内の物質の輸送に関与します。

細胞によって合成された物質（タンパク質、脂肪、炭水化物）のかなりの部分はすぐには消費されませんが、EPSチャネルを介して、特殊なスタック「槽」に置かれ、膜によって細胞質から区切られた特別な空洞に貯蔵されます。。これらの空洞は呼ばれます ゴルジ体（複合体）。ほとんどの場合、ゴルジ体の槽は細胞核の近くに位置しています。
ゴルジ体細胞タンパク質の変換に参加し、合成します リソソーム- 細胞の消化器官。
リソソームそれらは消化酵素であり、膜小胞に「詰め込まれ」、発芽して細胞質全体に分布します。
ゴルジ複合体は、生物全体の必要に応じて細胞が合成し、細胞から外部に除去される物質も蓄積します。

ミトコンドリア- 細胞のエネルギー小器官。これらは栄養素をエネルギー (ATP) に変換し、細胞呼吸に関与します。

ミトコンドリアは 2 つの膜で覆われています。外膜は滑らかで、内膜には多数のひだや突起、つまりクリステがあります。

細胞膜

細胞が単一のシステムであるためには、そのすべての部分 (細胞質、核、細胞小器官) が一緒に保持されている必要があります。この目的のために、進化の過程で開発されました。 原形質膜、各細胞を取り囲み、細胞を外部環境から分離します。外膜は、細胞の内部内容物（細胞質と核）を損傷から保護し、細胞の形状を一定に維持し、細胞間のコミュニケーションを確保し、必要な物質を選択的に細胞内に導入し、細胞から代謝産物を除去します。

膜の構造はすべての細胞で同じです。膜の基礎は脂質分子の二重層であり、その中に多数のタンパク質分子が位置しています。タンパク質の中には、脂質層の表面に位置するものもありますが、脂質の両方の層を貫通するものもあります。

特別なタンパク質は、カリウム、ナトリウム、カルシウムイオンおよびその他の小さな直径のイオンが細胞に出入りできる最も細いチャネルを形成します。しかし、より大きな粒子（栄養分子 - タンパク質、炭水化物、脂質）は膜チャネルを通過できず、細胞内に侵入します。 食作用または 飲作用:

食物粒子が細胞の外膜に接触する点で、陥入が形成され、粒子は膜に囲まれた状態で細胞に入ります。このプロセスはと呼ばれます 食作用 （植物細胞は外側の細胞膜の上に緻密な繊維層（細胞膜）で覆われており、貪食によって物質を捕捉することができません）。
飲作用この場合、外膜の陥入が固体粒子ではなく、物質が溶解した液体の液滴を捕捉するという点のみが食作用と異なります。これは、物質が細胞に浸透するための主要なメカニズムの 1 つです。

ぜひ資料と内容をよく理解してください。

：セルロース膜、膜、細胞小器官を含む細胞質、核、細胞液を含む液胞。

色素体の存在は植物細胞の主な特徴です。

細胞膜の機能- 細胞の形状を決定し、環境要因から保護します。

細胞膜- 相互作用する脂質とタンパク質の分子からなる薄膜は、内部内容物を外部環境から境界づけ、浸透圧と能動輸送によって水、ミネラル、有機物質を細胞内に確実に輸送し、また老廃物を除去します。

細胞質- 細胞の内部半液体環境。核と小器官が位置し、それらの間の接続を提供し、基本的な生命プロセスに参加します。

小胞体- 細胞質内の分岐チャネルのネットワーク。タンパク質、脂質、炭水化物の合成、物質の輸送に関与しています。リボソームは、ER または細胞質に存在する RNA とタンパク質からなる小体であり、タンパク質の合成に関与します。 EPS とリボソームは、タンパク質の合成と輸送のための単一の装置です。

ミトコンドリア- 2 つの膜によって細胞質から区切られた細胞小器官。その中で有機物が酸化され、酵素の働きによりATP分子が合成されます。クリステによる酵素が位置する内膜の表面の増加。 ATPはエネルギーが豊富な有機物質です。

色素体（葉緑体、白質、色素体）、細胞内のそれらの内容は植物生物の主な特徴です。葉緑体は、光エネルギーを吸収し、それを使用して二酸化炭素と水から有機物質を合成する緑色の色素クロロフィルを含む色素体です。葉緑体は2つの膜、つまりクロロフィル分子と酵素が位置する内膜上のグラナという多数の増殖物によって細胞質から分離されています。

ゴルジ複合体- 膜によって細胞質から区切られた空洞のシステム。タンパク質、脂肪、炭水化物の蓄積。膜上で脂肪と炭水化物の合成を行います。

リソソーム- 単一の膜によって細胞質から区切られた物体。これらに含まれる酵素は、複雑な分子の単純な分子への分解を加速します。タンパク質はアミノ酸に、複雑な炭水化物は単純な分子に、脂質はグリセロールと脂肪酸に分解され、細胞の死んだ部分や細胞全体も破壊します。

液胞- 細胞液で満たされた細胞質の空洞、予備栄養素と有害物質が蓄積する場所。それらは細胞内の水分含有量を調節します。

芯- 細胞の主要部分。外側は 2 つの膜で孔の開いた核膜で覆われています。物質はコアに入り、細孔を通ってコアから除去されます。染色体は、生物の特徴に関する遺伝情報の伝達体であり、核の主な構造であり、それぞれがタンパク質と結合した 1 つの DNA 分子で構成されています。核は、DNA、mRNA、r-RNA の合成部位です。

外膜、細胞小器官を含む細胞質、および染色体を含む核の存在。

外膜または細胞膜- 細胞の内容物を環境（他の細胞、細胞間物質）から区切り、脂質とタンパク質の分子で構成され、細胞間のコミュニケーション、細胞内への物質の輸送（飲作用、食作用）および細胞外への物質の輸送を確保します。

細胞質- 細胞の内部の半液体環境。核とその中にある細胞小器官の間の連絡を提供します。主な生命プロセスは細胞質で起こります。

細胞小器官:

1) 小胞体 (ER)- 分岐尿細管のシステム。タンパク質、脂質、炭水化物の合成、細胞内の物質の輸送に関与します。

2) リボソーム- rRNA を含む小体は ER および細胞質に存在し、タンパク質合成に関与します。 EPS とリボソームは、タンパク質の合成と輸送のための単一の装置です。

3) ミトコンドリア- 細胞の「発電所」。2 つの膜によって細胞質から区切られています。内側のものはクリステ（ひだ）を形成し、その表面積を増やします。クリステ上の酵素は、有機物質の酸化とエネルギー豊富な ATP 分子の合成を促進します。

4) ゴルジ複合体- 細胞質から膜で区切られた空洞のグループ。タンパク質、脂肪、炭水化物で満たされており、生命活動に使用されるか、細胞から除去されます。複合体の膜は脂肪と炭水化物の合成を実行します。

5) リソソーム- 酵素で満たされた体は、タンパク質のアミノ酸への分解、脂質のグリセロールと脂肪酸への分解、多糖類の単糖類への分解を促進します。リソソームでは、細胞の死んだ部分、つまり細胞全体が破壊されます。

細胞封入体- 予備栄養素の蓄積：タンパク質、脂肪、炭水化物。

芯- 細胞の最も重要な部分。それは細孔のある二重膜の殻で覆われており、一部の物質はそこを通って核に浸透し、他の物質は細胞質に侵入します。染色体は核の主要な構造であり、生物の特徴に関する遺伝情報の伝達者です。それは、母細胞から娘細胞への分裂中に、また生殖細胞とともに娘生物へ伝達されます。核は、DNA、mRNA、rRNA の合成部位です。

エクササイズ：

オルガネラが特殊な細胞構造と呼ばれる理由を説明してください。

答え：細胞小器官は、厳密に定義された機能を実行し、遺伝情報が核に保存され、ATP がミトコンドリアで合成され、光合成が葉緑体で起こるなどの理由から、特殊な細胞構造と呼ばれます。

細胞学についてご質問がある場合は、お問い合わせください。

細胞の構造と機能

細胞は、すべての生物（非細胞生命体と呼ばれることが多いウイルスを除く）の構造と生命活動の基本単位であり、独自の代謝を持ち、独立して存在し、自己複製および発達することができます。すべての生物は、多くの細胞 (多細胞動物、植物、キノコ) で構成されているか、単細胞生物 (多くの原生動物や細菌) です。細胞の構造と機能を研究する生物学の分野は細胞学と呼ばれます。最近では、細胞生物学について話すことも一般的になりました。細胞生物学.

最大の細胞は、黄身で満たされた未受精の鳥の卵です。最大の卵（したがって最大の細胞）は、絶滅した巨大な鳥、エピオルニスのものでした。おそらく卵黄の重さは約100gであったと考えられます。 3.5kg。現生種の中で最大の卵はダチョウに属し、黄身の重さは約100gです。 0.5kg

細胞を最初に見た人はイギリスの科学者ロバート・フックでした（フックの法則のおかげで私たちに知られています）。 1665 年、フックはコルクの木がなぜよく浮き上がるのかを理解しようとして、改良された顕微鏡を使用してコルクの薄い部分を検査し始めました。彼は、コルクが多数の小さな細胞に分かれていることを発見しました。これはミツバチの巣の蜂の巣を思い出させ、これらの細胞を細胞と呼びました。

1675 年、イタリアの医師 M. マルピーギ、そして 1682 年 - 英国の植物学者 N. グルーは植物の細胞構造を確認した。彼らは細胞について「栄養豊富なジュースで満たされた小瓶」と話し始めました。 1674年、オランダ人の巨匠は、アンソニー・ファン・レーウェンフックアントン・ファン・レーウェンフック（Anton van Leeuwenhoek、1632-1723）は、顕微鏡を使って初めて、水滴の中に「動物」、つまり動く生きている有機体（繊毛虫、アメーバ、細菌）を観察しました。レーウェンフックは、赤血球と精子といった動物細胞を初めて観察した人でもあります。したがって、すでに18世紀の初めまでに、科学者たちは高倍率で植物が細胞構造を持っていることを知っており、後に単細胞という名前を付けられたいくつかの生物を見ました。 1802 年から 1808 年にかけて、フランスの研究者シャルルフランソワミルベルは、すべての植物が細胞によって形成された組織で構成されていることを発見しました。 B. ラマルク、1809 年

ミルベルの細胞構造の考えを動物有機体に拡張しました。 1825 年、チェコの科学者 I. プルカインは鳥の卵細胞の核を発見し、1839 年に「原形質」という用語を導入しました。 1831 年、イギリスの植物学者 R. ブラウンは植物細胞の核について初めて記述し、1833 年に核が植物細胞の必須の細胞小器官であることを確立しました。それ以来、細胞の組織の主要なものは膜ではなく内容であると考えられてきました。

細胞の研究方法

細胞が初めて観察されるようになったのは光学顕微鏡が開発されてからであり、その当時から現在に至るまで、顕微鏡は細胞を研究するための最も重要な方法の 1 つであり続けています。光学（光学）顕微鏡は、解像度が比較的低いにもかかわらず、生きた細胞を観察することを可能にしました。 20 世紀に電子顕微鏡が発明され、細胞の超微細構造を研究することが可能になりました。

細胞の形態と構造の研究において、最初のツールは光学顕微鏡でした。その分解能は、光の波長（可視光の場合は 0.4 ～ 0.7 μm）に相当する寸法によって制限されます。ただし、細胞構造の多くの要素のサイズははるかに小さいです。

-それらは生体内と呼ばれます - 生きた細胞を染色するために使用できますが、通常は最初に細胞を（タンパク質凝固物質を使用して）固定する必要があり、その後でのみ染色できます。

研究を実施する前に、通常、細胞または組織片をパラフィンまたはプラスチックに包埋し、ミクロトームを使用して非常に薄い切片に切断します。この方法は、腫瘍細胞を特定するために臨床検査室で広く使用されています。従来の光学顕微鏡法に加えて、蛍光顕微鏡法、位相差顕微鏡法、分光法、X 線回折分析など、細胞を研究するための他の光学的方法も開発されています。

光学顕微鏡

光学顕微鏡では、光が通過する一連のレンズによって対象物の拡大が実現されます。光学顕微鏡のおかげで達成できる最大倍率は約 1000 です。もう 1 つの重要な特性は次のとおりです。

解像度はわずか約 200 nm です。最終的にそのような許可を得ました

19 世紀。したがって、光学顕微鏡で観察できる最小の構造はミトコンドリアと細菌であり、その線形サイズは約 500 nm です。ただし、200 nm より小さい物体は、それ自体が発光する場合にのみ光学顕微鏡で見ることができます。この機能は以下で使用されます蛍光顕微鏡検査、細胞構造または個々のタンパク質が、蛍光タグを持つ特別な蛍光タンパク質または抗体に結合する場合。光学顕微鏡を使用して得られる画像の品質はコントラストにも影響されます。さまざまな細胞染色方法を使用してコントラストを高めることができます。位相差、微分干渉コントラスト、暗視野顕微鏡は生きた細胞の研究に使用され、共焦点顕微鏡は蛍光画像の品質を向上させることができます。

電子顕微鏡法

20 世紀の 30 年代に、光の代わりに電子ビームが物体を通過する電子顕微鏡が設計されました。最新の電子顕微鏡の理論上の分解能限界は約 0.002 nm ですが、実際的な理由により、生物対象の分解能は約 2 nm しか達成できません。電子顕微鏡を使用すると、細胞の超微細構造を研究できます。電子顕微鏡法には主に 2 つのタイプがあります。

スキャンと送信。

走査 (ラスター) 電子顕微鏡 (SEM) は、物体の表面を研究するために使用されます。多くの場合、サンプルは金の薄膜でコーティングされています。 SEM

立体的な画像を得ることができます。透過型電子顕微鏡 (TEM) - 内部の研究に使用されます。

細胞の構造。電子ビームは、重金属で前処理された物体を通過します。重金属は特定の構造に蓄積し、電子密度が増加します。電子は細胞内の電子密度の高い領域に散乱されるため、画像内でこれらの領域が暗く表示されます。

細胞分別。個々の細胞成分の機能を確立するには、それらを純粋な形で単離することが重要であり、ほとんどの場合、これは差分法を使用して行われます。遠心分離。あらゆる細胞小器官の純粋な画分を取得する方法が開発されています。画分の生成は、原形質膜の破壊と細胞ホモジネートの形成から始まります。ホモジネートは異なる速度で順次遠心分離され、最初の段階で 4 つの画分が得られます: (1) 核および大きな細胞断片、(2) ミトコンドリア、色素体、リソソームおよびペルオキシソーム、(3) ミクロソーム - ゴルジ小胞および小胞体, (4) リボソーム、タンパク質、およびより小さな分子が上清に残ります。混合画分のそれぞれをさらに分画遠心分離することにより、オルガネラの純粋な調製物を得ることが可能になり、これにさまざまな生化学的および顕微鏡的方法を適用することができる。

細胞構造

地球上のすべての細胞生命体は、構成細胞の構造に基づいて 2 つの超王国に分けることができます。

原核生物 (前核) - 構造が単純です。

真核生物（核）はより複雑です。人間の体を構成する細胞は真核細胞です。

さまざまな形態にもかかわらず、すべての生物の細胞の組織は共通の構造原理に従います。

原核細胞

原核生物（緯度プロ - ゲームの前、前、κάρῠον - コア、ナッツ）は、真核生物とは異なり、形成された細胞核や他の内部膜小器官を持たない生物です（光合成種の平らなタンクを除く）。シアノバクテリア)。唯一の大きな環状（一部の種では直鎖状）二本鎖 DNA 分子は、細胞の遺伝物質（いわゆる核様体）の大部分を含み、ヒストンタンパク質（いわゆるクロマチン）と複合体を形成しません。）。原核生物には、シアノバクテリア (藍藻) を含む細菌や古細菌が含まれます。細胞の主な内容物はその全体積を満たしており、粘性のある顆粒です。

細胞質。

真核細胞

真核生物 (eukaryotes) (ギリシャ語 ευ - 良い、完全、κάρῠον - 核、核)

原核生物とは異なり、核膜によって細胞質から区切られた形成された細胞核を持つ生物。遺伝物質はいくつかの直鎖二本鎖 DNA 分子 (生物の種類に応じて、核あたりの数は 2 から数百の範囲) に含まれており、内側から細胞核の膜に付着し、細胞核と複合体を形成します。大部分はクロマチンと呼ばれるヒストンタンパク質です。

真核細胞の構造。動物細胞の模式図。

一部の細胞（主に植物と細菌）には、外側の構造があります。細胞壁。高等植物ではセルロースで構成されます。細胞壁は非常に重要な役割を果たします：細胞壁は外枠であり、保護殻であり、植物細胞に膨圧を与えます：水、塩、多くの有機物質の分子は細胞壁を通過します。細胞壁を持たない。

植物の細胞壁の下に位置する原形質膜またはプラズマレンマ。細胞膜の厚さは約 10 nm で、その構造と機能を研究するには電子顕微鏡を使用する必要があります。

細胞内は細胞質で満たされており、その中にはさまざまな細胞小器官や細胞封入体のほか、DNA 分子の形の遺伝物質が存在します。細胞の各小器官は独自の特別な機能を実行し、それらすべてが一緒になって細胞全体の生命活動を決定します。

原形質膜は主に、外部との関係において境界を定める機能を提供します。

細胞環境。これは分子の二重層 (二分子層、または二重層) です。これらは主にリン脂質の分子とそれに関連するその他の物質です。脂質分子には二重の性質があり、それは水との関係でどのように振る舞うかに現れます。分子の頭は親水性です。水との親和性があり、炭化水素尾部は疎水性です。したがって、脂質は水と混合すると、その表面に油膜のような膜を形成します。さらに、それらの分子はすべて同じ方向を向いています。分子の頭部は水中にあり、炭化水素の尾部は水面上にあります。

で細胞膜にはそのような層が 2 つあり、それぞれの分子の頭は外側を向き、尾は膜の内側を向いており、したがって水と接触しません。

主要な脂質成分に加えて、脂質二重層内で「浮遊」できる大きなタンパク質分子が含まれており、一方の面が細胞の内側を向き、もう一方の面が外部環境と接触するように配置されています。一部のタンパク質は、膜の外側表面または内側表面にのみ存在するか、脂質二重層に部分的にのみ浸漬されています。

細胞膜の主な機能は、細胞の内外への物質の輸送を調節することです。

膜を通って物質を輸送するにはいくつかのメカニズムがあります。

拡散とは、物質が濃度勾配（濃度が高い領域から濃度が低い領域へ）に沿って膜を通過することです。物質の拡散輸送は、分子細孔（水、イオン）を含む膜タンパク質の関与、または脂質相（脂溶性物質の場合）の関与により実行されます。

促進拡散- 特別な膜キャリアタンパク質は、1 つまたは別のイオンまたは分子に選択的に結合し、膜を越えて輸送します。

アクティブトランスポート。このメカニズムはエネルギーを必要とし、物質をその濃度勾配に逆らって輸送する役割を果たします。特別に行われます

いわゆるイオンポンプを形成するキャリアタンパク質。最も研究されているのは、動物細胞内の Na+ /K+ ポンプで、K+ イオンを吸収しながら Na+ イオンを積極的に排出します。

でイオンの能動輸送と組み合わせて、さまざまな糖、ヌクレオチド、アミノ酸が細胞質膜を通って細胞に浸透します。

この選択的透過性は生理学的に非常に重要であり、それが存在しないことは重要です。

– 細胞死の最初の証拠。これはビートの例で簡単に説明できます。生きたビートの根を冷水に浸すと、色素が残ります。ビーツを茹でると細胞が死んで透過しやすくなり、色素が失われるため水が赤くなります。

食べかすなどの大きな粒子も、いわゆる「発作」の間に同様の方法で吸収されます。食作用。通常、食作用中に形成される液胞はより大きく、食物は周囲の膜が破裂する前に液胞内のリソソーム酵素によって消化されます。このタイプの栄養は、細菌を食べるアメーバなどの原生動物に典型的です。

エキソサイトーシス (exo - out) のおかげで、細胞は液胞や小胞に囲まれた細胞内生成物や未消化の残留物を除去します。小胞は細胞膜に近づき、細胞膜と融合し、その内容物が環境中に放出されます。こうして消化酵素やホルモン、ヘミセルロースなどが分泌されます。

細胞質の構造。

細胞質の液体成分はサイトゾルとも呼ばれます。光学顕微鏡で観察すると、細胞は液体の血漿やゾルのようなもので満たされており、その中に核や他の細胞小器官が「浮遊」しているように見えました。実はこれは真実ではありません。真核細胞の内部空間は厳密に秩序化されています。細胞小器官の動きは、細胞内の「道路」として機能する特殊な輸送システム、いわゆる微小管と、「モーター」の役割を果たす特殊なタンパク質、ダイニンおよびキネシンの助けを借りて調整されます。また、個々のタンパク質分子は細胞内空間全体に自由に拡散するわけではありませんが、細胞の輸送システムによって認識される表面上の特別なシグナルを使用して必要なコンパートメントに誘導されます。

小胞体

真核細胞には、互いに通過する膜コンパートメントのシステム (チューブとタンク) があり、

と呼ばれるもの小胞体（または小胞体、EPR または EPS）。リボソームが膜に結合している小胞体の部分は、顆粒（または粗面）小胞体と呼ばれます。

網状体、その膜上でタンパク質合成が行われます。壁にリボソームを持たないコンパートメントはスムーズ ER として分類され、脂質合成に関与します。平滑小胞体と顆粒小胞体の内部空間は隔離されておらず、相互に通過し、内腔核膜と連通しています。細管は細胞の表面でも開いており、したがって小胞体は外部環境が細胞の内容物全体と直接相互作用できる装置の役割を果たします。

リボソームと呼ばれる小さな小体が、特に核近くの粗い小胞体の表面を覆っています。リボソームの直径は約15nmです。各リボソームは、サイズが異なる大小の 2 つの粒子で構成されており、その主な機能はタンパク質合成です。メッセンジャー RNA とトランスファー RNA に関連するアミノ酸がその表面に付着しています。合成されたタンパク質は、最初に小胞体のチャネルおよび空洞に蓄積し、次に細胞小器官および細胞部位に輸送され、そこで消費されます。

ゴルジ体

ゴルジ装置（ゴルジ複合体）

それは平らな膜の嚢の積み重ねであり、端に近づくにつれていくぶん拡張されています。ゴルジ体のタンクでは、顆粒小胞体の膜上で合成され、分泌またはリソソームの形成を目的としたいくつかのタンパク質が成熟します。ゴルジ装置は非対称です - 細胞核の近くに位置する槽 (シスゴルジ) には最も成熟していないタンパク質が含まれており、膜小胞 - 小胞体から出芽する小胞 - がこれらの槽に継続的に付着しています。どうやら、同じ小胞の助けを借りて、あるタンクから別のタンクへの成熟タンパク質のさらなる移動が発生します。やがて細胞小器官の反対側の端から

完全に成熟したタンパク質を含む（トランスゴルジ）小胞が出芽します。

リソソーム

リソソーム（ギリシャ語の「lyseo」-溶解、「soma」-体）は小さな丸い体です。これらの膜細胞小器官は楕円形で直径 0.5 ミクロンで、ゴルジ体から、おそらくは小胞体から出芽します。リソソームには、タンパク質、脂肪、炭水化物、核酸などの大きな分子を分解するさまざまな酵素が含まれています。これらの酵素は、その破壊的な作用により、いわばリソソームに「閉じ込められ」、必要な場合にのみ放出されます。しかし、リソソームの場合、

外部からの影響によって損傷を受けると、細胞全体またはその一部が破壊されます。

細胞内消化中に、酵素がリソソームから消化液胞に放出されます。

細胞が飢餓状態になると、リソソームは細胞を殺さずに一部の細胞小器官を消化します。この部分消化により、しばらくの間必要最小限の栄養素が細胞に提供されます。

リソソームは栄養素を積極的に消化する能力を持っており、生命活動中に死滅した細胞部分、細胞全体、臓器の除去に関与します。たとえば、カエルのオタマジャクシの尾の消失は、リソソーム酵素の作用によって起こりますが、この場合、これは正常であり、体にとって有益ですが、場合によっては、このような細胞破壊が病的である場合もあります。たとえば、アスベスト粉塵を吸入すると、肺細胞に浸透し、リソソームが破裂して細胞が破壊され、肺疾患が発症する可能性があります。

細胞の情報センター、遺伝情報の保存と再生の場所であり、特定の細胞と生物全体のすべての特性を決定するのが核です。細胞から核を除去すると、通常、細胞は急速に死に至ります。細胞核の形状とサイズは非常に多様で、生物の種類、細胞の種類、年齢、機能状態によって異なります。全体計画

核の構造はすべての真核細胞で同じです。細胞核は、核膜、核マトリックス (核質)、クロマチンおよび核小体 (1 つ以上) から構成されます。核の内容物は二重膜またはいわゆる二重膜によって細胞質から分離されています。核膜。場所によっては外膜が小胞体のチャネルに入ります。細胞核には、生物の遺伝情報が記録されている DNA 分子が含まれています。。これは、遺伝における細胞核の主導的な役割を決定します。核内では、複製 (DNA 分子の倍加) および転写 (DNA マトリックス上での RNA 分子の合成) が起こります。リボソームの組み立ては、核内、核小体と呼ばれる特別な構造でも起こります。核膜には、直径約 90 nm の多数の細孔が貫通しています。選択的透過性を提供する細孔の存在により、核膜は核と細胞質の間の物質の交換を制御します。

細胞の細胞質に存在する原線維構造：微小管、アクチン、中間フィラメント。微小管は細胞小器官の輸送に関与し、鞭毛の一部であり、有糸分裂紡錘体は微小管から構築されます。アクチンフィラメントは維持に不可欠です

細胞の形状、仮足反応。中間フィラメントの役割は、細胞構造を維持することでもあるようです。細胞骨格タンパク質は、細胞タンパク質質量の数十パーセントを占めます。

中心体

中心小体は、動物細胞の核の近くに位置する円筒状のタンパク質構造です（下等藻類を除いて、植物には中心小体がありません）。中心小体は円柱であり、その側面は9組の微小管によって形成されています。セット内の微小管の数は、

生物によって 1 から 3 まで異なります。

中心小体の周りには、いわゆる細胞骨格組織の中心があり、細胞の微小管のマイナス端がグループ化されている領域です。

分裂前の細胞には、互いに直角に位置する 2 つの中心小体が含まれています。有糸分裂中に、それらは細胞のさまざまな端に移動し、紡錘体極を形成します。細胞質分裂後、各娘細胞は 1 つの中心小体を受け取り、次の分裂のために 2 倍になります。中心小体の複製は分裂によってではなく、既存の構造に垂直な新しい構造の合成によって起こります。

ミトコンドリア

ミトコンドリア - 主な機能が合成である特別な細胞小器官 ATP - エネルギーの普遍的なキャリア。有機物質の酸化はミトコンドリアで起こり、合成も行われます。

アデノシン三リン酸（ATP）。 ATP の分解によるアデノシン二リン酸 (ADP) の形成にはエネルギーの放出が伴い、このエネルギーはタンパク質や核酸の合成、細胞内外への物質の輸送、伝達などのさまざまな生命プロセスに費やされます。神経インパルスまたは筋肉の収縮。

したがって、ミトコンドリアは、「燃料」（脂肪と炭水化物）を細胞、ひいては体全体で使用できるエネルギーの形に処理するエネルギーステーションです。

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