細胞
 | |
 | |
| MeSH | D002477 |
| グレイ | p.35 |
| TH | H1.00.01.0.00001 |
| FMA | 686465 |
また
細胞 の語源 [編集 ]
細胞 の数 [編集 ]
細胞 の種類 [編集 ]
原核 細胞 [編集 ]
細胞 表層 ：細胞 は細胞 表層 （細胞 エンベロープ）という領域 に包 まれている。この細胞 表層 は、一般 的 に細胞 壁 で覆 われた細胞 膜 からなり、細菌 の種類 によってはさらに莢 膜 と呼 ばれる第 三 の層 で覆 われている。ほとんどの原核 生物 は細胞 壁 と細胞 膜 の両方 を持 つが、マイコプラズマ属 （細菌 ）やテルモプラズマ属 （古 細菌 ）のように細胞 膜 の層 しか持 たない種 もある。表層 は細胞 に剛性 を与 え、細胞 内部 を環境 から分離 し、保護 フィルターの役割 を果 たす。細菌 の細胞 壁 はペプチドグリカンでできており、外力 に対 するさらなる障壁 として機能 する。また、低 張 環境 での浸透 圧 による細胞 の膨張 や破裂 （細胞 溶解 ）を防 ぐ。一部 の真 核 細胞 （植物 細胞 や真 菌 細胞 ）にも細胞 壁 がある。細胞 質 領域 ：細胞 内 には細胞 質 領域 があり、そこにはゲノム（DNA）、リボソーム、およびさまざまな種類 の封入 体 が含 まれている[3]。遺伝 物質 は細胞 質 の内側 を自由 に移動 することができる。原核 生物 は、プラスミドと呼 ばれる染色 体外 DNAエレメントを持 つことがあり、これは通常 は環状 である。直 鎖 状 の細菌 プラスミドは、ライム病 を引 き起 こすライム病 ボレリア（Borrelia burgdorferi）に代表 されるボレリア属 （Borrelia）を含 むスピロヘータ属 (en:英語 版 )細菌 のいくつかの種 で同定 されている[23]。細胞 核 は形成 されず、DNAは核 様 体 として折 り畳 まれている。プラスミドは、抗生 物質 耐 性 遺伝子 などの付加 的 な遺伝子 をコード化 している。- べん
毛 ／性 線 毛 ：外見 上 、一部 の原核 生物 は、細胞 表面 からべん毛 （鞭 毛 [注釈 1]、べんもう、flagellum、複 ：flagella）や性 繊毛 （せいせんもう、pilus、複 ：pili）が突 き出 ている。これらはタンパク質 でできた構造 で、細胞 間 の移動 と交信 を促進 する。
細菌 の形状 [編集 ]
真 核 細胞 [編集 ]
細胞 膜 の機能 は原核 生物 のそれと似 ているが、その構造 には若干 の違 いがある。細胞 壁 はあってもなくてもよい。真 核 生物 のDNAは、染色 体 と呼 ばれる1本 またはそれ以上 の直 鎖 分子 に組織 化 され、ヒストンタンパク質 と結合 している。染色 体 DNAはすべて、膜 によって細胞 質 と隔 てられた細胞 核 に保存 されている[3]。DNAは、ミトコンドリアのような真 核 細胞 小 器官 の中 にも存在 することがある。多 くの真 核 細胞 は一 次 繊毛 で繊毛 化 されている。一 次 繊毛 は、化学 感覚 、機械 感覚 、温度 感覚 (en:英語 版 ) において重要 な役割 を果 たしている。それぞれの繊毛 は、「さまざまな細胞 シグナル伝達 経路 を調整 し、時 には繊毛 運動 あるいは細胞 の分裂 や分化 にシグナル伝達 を結 びつける、感覚 細胞 アンテナと見 なすことができる[28]」。運動 性 の真 核 生物 は、運動 毛 や鞭 毛 を使 って移動 することができる。針葉樹 類 や被子植物 には運動 細胞 は存在 しない[要 出典 ]。真 核 生物 の鞭 毛 は、原核 生物 のべん毛 よりも複雑 で[29]、細胞 骨格 の一種 である微小 管 がタンパク質 繊維 で結 びついたものである[30]。
| ≈ 10–100 | ||
| DNA | ヒストン | |
| RNA/ |
||
| リボソーム | 50Sと30S | 60Sと40S |
| ごく |
||
| フラジェリン（ |
||
| ミトコンドリア | なし | 1～ |
| なし | ||
細胞 の構造 [編集 ]
細胞 膜 [編集 ]
細胞 骨格 [編集 ]
遺伝 物質 [編集 ]
ヒトの
トランスフェクションと
細胞 小 器官 [編集 ]
真 核 生物 [編集 ]
細胞 核 ：細胞 の情報 中枢 である細胞 核 （cell nucleus）は、真 核 細胞 に見 られる最 も重要 な細胞 小 器官 である。核 は、細胞 の染色 体 を収容 し、DNA複製 とRNA合成 （転写 ）のほとんどすべてがここで行 われる。核 は球形 で、核 膜 と呼 ばれる二 重 の膜 によって細胞 質 と隔 てられており、この二 つの膜 の間 の空間 を核 膜 槽 と呼 ぶ。核 膜 はDNAを保護 する役割 を果 たし、DNAの構造 を誤 って傷 つけたり、DNAのプロセシング（処理 ）を妨害 したりするさまざまな分子 からDNAを隔離 している。DNAはプロセシングの過程 で転写 され、伝令 RNA（mRNA）と呼 ばれる特殊 なRNAに写 し取 られる。このmRNAは、次 に核 の外側 に運 ばれ、そこで特定 のタンパク質 分子 に翻訳 される。核 小体 は、リボソームサブユニットが組 み立 てられる、核 内 にある特別 な領域 である。原核 生物 では、DNAのプロセシングは細胞 質 で行 われる[3]。- ミトコンドリアと
葉 緑 体 ： これらは細胞 のエネルギーを作 り出 す。ミトコンドリア（mitochondria）は自己 複製 する二 重 膜 結合 型 の細胞 小 器官 であり、すべての真 核 細胞 の細胞 質 内 にさまざまな数 、形状 、大 きさで存在 している[3]。細胞 の呼吸 はミトコンドリアで行 われ、酸素 を使 って細胞 の栄養素 （一般 的 にはグルコース）に蓄 えられたエネルギーを放出 し、酸化 的 リン酸化 によってATPを産 生 し、細胞 エネルギーを生 み出 す（好 気 呼吸 を参照 ）。ミトコンドリアは原核 生物 のように二 分裂 によって増殖 する。葉 緑 体 （chloroplasts）は植物 と藻類 のみに存在 し、太陽 エネルギーを取 り込 んで光合成 を行 い、炭水化物 を生産 する。
小 胞体：小 胞体（endoplasmic reticulum, ER）は、細胞 質 内 を自由 に移動 する分子 とは対照 的 に、特定 の修飾 や特定 の目的 地 を目指 す分子 のための輸送 ネットワークである。小 胞体には2つの形態 があり、一 つは粗 面 小 胞体で、表面 にリボソームがあり、小 胞体内 にタンパク質 を分泌 する。もう一 つは滑 面 小 胞体で、表面 にリボソームがない[3]。滑 面 小 胞体はカルシウムイオンの隔離 と放出 に関与 し、脂質 合成 の役割 も担 っている。- ゴルジ
装置 ： ゴルジ装置 （golgi apparatus）の主 な機能 は、細胞 内 で合成 されたタンパク質 や脂質 などの高分子 をプロセシングし、輸送 のために充填 することである。 - リソソームとペルオキシソーム： リソソーム（lysosomes）には
消化 酵素 （酸性 加水 分解 酵素 ）が含 まれている。これは、余剰 または使 い古 された細胞 小 器官 、食物 粒子 、取 り込 まれたウイルスや細菌 などを消化 する。リソソームの加水 分解 酵素 は酸性 条件下 で最適 に活性 化 される。ペルオキシソーム（peroxisomes）には、細胞 から有毒 な過 酸化 物 を除去 する酵素 が含 まれている。これらの破壊 的 な酵素 を膜 結合 系 の内側 に閉 じ込 めることで、細胞 内 に収容 することができる[3]。 中心 体 ：中心 体 （centrosome）は、細胞 骨格 の重要 な構成 要素 である微小 管 を組織 する。中心 体 はまた、小 胞体とゴルジ装置 を介 した輸送 も制御 している。中心 体 は、2つの直交 する中心 小体 （centrioles）から構成 され、それぞれが車輪 のような組織 を持 ち、細胞 分裂 の際 に分離 して紡錘 体 の形成 を助 ける。動物 細胞 では中心 体 は一 つである。また、一部 の真 菌類 や藻類 の細胞 にも見 られる。液 胞：液 胞（vacuoles）は細胞 内 の老廃 物 を隔離 し、植物 細胞 の水分 を貯蔵 する。液 胞はしばしば「膜 に囲 まれ、液体 で満 たされた空間 」と表現 される。アメーバ属 （Amoeba）に代表 される一部 の細胞 は、水分 が多 すぎる場合 は細胞 から水 を汲 み出 すことができる収縮 性 の液 胞がある。植物 や真 菌 細胞 の液 胞は通常 、動物 細胞 よりも大 きい。植物 の液 胞は、濃度 勾配 に逆 らってイオンを輸送 する膜 で囲 まれている。
真 核 生物 と原核 生物 [編集 ]
- リボソーム： リボソーム（ribosomes）は、RNAと
タンパク質 分子 からなる大 きな複 合体 である[3]。リボソームは2つのサブユニットから構成 され、核 からのRNAを使用 してアミノ酸 からタンパク質 を合成 する組 み立 て工場 として機能 する。リボソームは、細胞 内 で自由 に遊離 するか、膜 （真 核 生物 では粗 面 小 胞体、原核 生物 では細胞 膜 ）に結合 している[35]。 色素 体 ：色素 体 （plastids）は、植物 細胞 やユーグレナ藻 によく見 られる膜 結合 細胞 小 器官 で、植物 や生物 の色 に影響 を与 える特定 の色素 を含 んでいる。そしてこれらの色素 は、食物 を貯蔵 し、光 エネルギーを得 るのにも役立 つ。色素 体 には、特定 の色素 に基 づく3つの種類 がある。葉 緑 体 （クロロプラスト）には、クロロフィルといくつかのカロテノイド色素 が含 まれており、光合成 の際 に光 エネルギーの獲得 を助 ける。有色 体 （クロモプラスト）には、オレンジカロチンや黄色 キサントフィルなどの脂 溶性 カロテノイド色素 が含 まれ、その合成 と貯蔵 を助 ける。白色 体 （ロイコプラスト）は色素 を持 たない色素 体 で、栄養素 の貯蔵 に役立 っている[36]。
細胞 膜 の外側 の構造 [編集 ]
細胞 壁 [編集 ]
原核 生物 [編集 ]
莢 膜 [編集 ]
べん毛 [編集 ]
べん
線 毛 [編集 ]
細胞 プロセス[編集 ]
複製 [編集 ]
DNA
DNA修復 [編集 ]
すべての
成長 および代謝 [編集 ]
タンパク質 合成 [編集 ]
運動 [編集 ]
進路 決定 、制御 、および交信 [編集 ]
2020
細胞 死 [編集 ]
多 細胞 性 [編集 ]
細胞 の特殊 化 と分化 [編集 ]
ほとんどの
多 細胞 性 の起源 [編集 ]
起源 [編集 ]
原始 細胞 の起源 [編集 ]
真 核 細胞 の起源 [編集 ]
ヒトの細胞 [編集 ]
ヒトの
- 1.
生理 的 再生 系 組織 では、正常 な状態 でも常 に細胞 が再生 ・機能 ・死 にある3つの群 が存在 する。血液 の単 球 は数日 から比較的 長 い赤血球 でも120日 程度 で死 を迎 え、一方 で骨髄 の幹 細胞 から常 に再生 供給 される。その入 れ替 わりは1分間 に数 億 個 に相当 する。表皮 や消化 器 系 の上皮 も常 に基 底部 で新 しい細胞 が作 られ、表面 の細胞 は死 んで脱落 を繰 り返 す[66]。 - 2.
条件 再生 系 組織 の細胞 は、通常 ではほとんど増 えないが、傷 つくなど特別 な状況 で増殖 を行 う。肝 細胞 はこの顕著 な例 で、分裂 は通常 の場合 年 に1回 程度 だが、手術 などで一部 を除去 すると猛烈 に増殖 を行 う。例 えば肝臓 の70%を切除 しても1週間 程度 で元 に戻 る。この種類 の細胞 になる幹 細胞 は未 だ発見 されていない[66]。 - 3.
非 再生 系 組織 の細胞 は増殖 能力 が無 く、自然 には再生 しない。神経 細胞 、骨格 筋 細胞 、心筋 細胞 など特殊 な機能 に分化 したものがこれに当 たり、加 齢 とともに減少 の一途 を辿 る。筋力 トレーニングで骨格 筋 は太 くなるが、これは細胞 が増 えたのではなく細胞 内 のタンパク質 が増 えたものである。同様 に肥満 も細胞 が脂肪 を蓄 えたためで、細胞 の数 は基本 的 に変 わらない[66]。
研究 史 [編集 ]
- 1632–1723： アントニ・ファン・レーウェンフックは
独学 でレンズを作 り、初歩 的 な光学 顕微鏡 を組 み立 て、雨水 からツリガネムシ属 （Vorticella）などの原生動物 や、自 らの口中 の細菌 をスケッチした[67]。 - 1665： ロバート・フックは、
初期 の複式 顕微鏡 を使 ってコルクから細胞 （死 んだ細胞 壁 [1]）を発見 し、その後 、生 きた植物 組織 から細胞 を発見 した。彼 は著書 『顕微鏡 図譜 （Micrographia）』（1665年 ）の中 で、細胞 （cell、ラテン語 で「小 さな部屋 」を意味 する cellula から[17]）という言葉 を作 った[68][67]。 - 1839： テオドール・シュワンと[69]、マティアス・ヤーコブ・シュライデンは、
動物 と植物 は細胞 からできているという原理 を解明 し、細胞 は構造 と発生 の共通 単位 であると結論 づけ、細胞 理論 を確立 した。 - 1855： ルドルフ・ウィルヒョウは、
新 しい細胞 はあらかじめ存在 する細胞 から細胞 分裂 によって生 じると述 べた（『omnis cellula ex cellula（すべての細胞 は細胞 から）』。 - 1931： エルンスト・ルスカは、ベルリン
大学 に最初 の透過 型 電子 顕微鏡 （TEM）を製作 した[70]。1935年 までに、彼 は光学 顕微鏡 の2倍 の解像度 を持 つTEMを構築 し、これまでは解 像 できなかった細胞 小 器官 を明 らかにした。 - 1981： リン・マーギュリスは、『Symbiosis in Cell Evolution（
細胞 進化 における共生 ）』を出版 し、共生 発生 によって真 核 細胞 がどのように誕生 したかを詳述 した[71]。
脚注 [編集 ]
注釈 [編集 ]
出典 [編集 ]
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推薦 文献 [編集 ]
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著 、中村 桂子 ,松原 謙一 ,榊 佳之 ,水島 昇 訳 『Essential細胞 生物 学 原書 第 5版 』南江堂 、2021年 7月 。ISBN 9784524226825。 - H. Lodish ほか
著 、田利 明 ,須藤 和夫 ,山本 啓一 訳 『分子 細胞 生物 学 第 9版 』東京 化学 同人 、2023年 7月 31日 。ISBN 978-4807920518。 - G. M. Cooper
著 、(監 訳 )須藤 和夫 ,堅田 利明 (訳 )榎森 康文 ,足立 博之 ,富重 道雄 ,齋藤 康 太 訳 『クーパー分子 細胞 生物 学 第 8版 』東京 化学 同人 、2022年 3月 31日 。ISBN 9784807920259。
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関連 項目 [編集 ]
細胞 皮質 -細胞 膜 の挙動 と細胞 表面 の特性 を調節 する、細胞 膜 の内側 にある細胞 質 タンパク質 の層 細胞 培養 -細胞 を制御 された条件 で増殖 させる過程 細胞 モデル - インシリコ研究 で使 われる生物 学 的 細胞 の数学 的 モデル- サイトネーム -
細胞 間 のシグナル伝達 タンパク質 の交換 に特 化 した細 い細胞 突起 - サイトリシス（
細胞 破壊 ） -植物 細胞 が完全 に崩壊 した後 、内部 の陽 圧 の喪失 による細胞 壁 への永久 的 かつ修復 不可能 な損傷 細胞 毒性 -細胞 に対 して毒性 を示 すこと脂質 ラフト - シグナル伝達 分子 のための情報 中枢 として機能 する、細胞 膜 上 のミクロドメイン- ヒトの
細胞 の一覧 - ヒトに存在 する細胞 の種類 の一覧 表 細胞 生物 学 の概要 -細胞 生物 学 の概要 とトピックガイドを示 す記事 - パラカリオン・ミョウジネンシス（Parakaryon myojinensis） -
原核 生物 から真 核 生物 への発展 段階 を示 すと考 えられている、両者 の特徴 を持 つ単細胞 生物 原 形質 分離 -高張 液 下 で植物 細胞 が水分 を失 って細胞 壁 と細胞 膜 が分離 する現象 合 胞体 -複数 の細胞 から生 じる多核 細胞 - トンネル・ナノチューブ -
動物 細胞 どうしを接続 する細胞 膜 から伸 びる突起 - ヴォールト (
細胞 小 器官 ) -真 核 細胞 にみられる細胞 小 器官 の一 つ（機能 はまだ完全 に解明 されていない） - エンドサイトーシス -
物質 が細胞 内 に取 り込 む細胞 内 の過程 - エキソサイトーシス -
細胞 が分子 （神経 伝達 物質 やタンパク質 など）を細胞 外 に輸送 する分泌 形態 - デスモソーム-
細胞 間 の接着 に特 化 した細胞 構造 体 - エンドソーム - エンドサイトーシスによって
接種 された物質 が送 り込 まれる液 胞 - ギャップ
結合 -動物 細胞 タイプの間 に形成 される細胞 間 結合 のひとつ 密着 結合 -上皮 細胞 間 での溶質 と水分 の漏出 を防 ぐ多 タンパク質 接合 複 合体
外部 リンク[編集 ]
- MBInfo – Descriptions on Cellular Functions and Processes
- Inside the Cell Archived 2017-07-20 at the Wayback Machine. – a science education booklet by National Institutes of Health, in PDF and ePub.
- Cell Biology in "The Biology Project" of University of Arizona.
- Centre of the Cell online
- The Image & Video Library of The American Society for Cell Biology Archived 2011-06-10 at the Wayback Machine., a collection of peer-reviewed still images, video clips and digital books that illustrate the structure, function and biology of the cell.
- WormWeb.org: Interactive Visualization of the C. elegans Cell lineage – Visualize the entire cell lineage tree of the nematode C. elegans
