細胞は、主に水素、炭素、酸素、窒素の元素で構成されています。これらの分子は、細胞のさまざまな部分を構成する炭水化物、タンパク質、脂肪、核酸などの有機分子を構成します。細胞のこれらの異なる部分は、原形質膜、核、ミトコンドリア、および小胞体です。
「当時、私はほとんどの場合、非常に小さな生きた小動物がたくさんいて、とてもかわいらしく動いているのを見ました」と、17世紀のオランダの科学愛好家であるAnton Van Leeuwenhoekは言いました.彼が「とてもかわいらしく動く」と表現する「動物」は、今日私たちが細胞として知っているものです。
細胞は生命の最小単位です。アメーバの 1 つの細胞から、ゾウやクジラを構成する何兆もの細胞まで、すべてが非常によく似た素材でできています。それらの形状と機能は異なる場合がありますが、細胞の内部にはいくつかの基本的な類似点があります。
顕微鏡下のタマネギ細胞 (写真提供:Peter Hermes Furian/Shutterstock)
細胞の原子と分子
細胞の最小部分、つまり原子から始めるのが最も理にかなっています。
周期表の 118 元素のうち、92 元素は地球上で自然に発生しています。これらの 92 の元素のうち、たった 4 つの元素の原子が生物の重量の 96.5% を占めています。これらの 4 つは、炭素、水素、酸素、窒素です。
これらの 4 つの要素は、硫黄、リン、セレンなどのさまざまなボーナス要素とともに、細胞の分子の大部分を構成します。
水素と酸素が一緒になって、細胞の 70% である水を形成します。水は間違いなく生命の最も重要な分子です。細胞内の他のすべての分子は、他の分子が好むと好まざるとにかかわらず、水と結合する必要があります。
この意味で、細胞は他の多くの分子や構造が詰め込まれた水風船のようなものです。
炭素含有有機分子は、次に重要な分子です。これらは、タンパク質、脂質 (脂肪)、炭水化物、核酸 (DNA!) です。
これらすべての分子で、炭素が中心的な役割を果たしています。他の 4 つの原子と結合するその能力は、分子を形成する際に炭素に独特の柔軟性を与えます。長い鎖を形成したり、ねじったり曲げたりする炭素の能力は、これまでで最も魅力的な分子の 1 つであるタンパク質の理由です。
タンパク質は細胞の分子機械であり、この記事を読み進めていくと、タンパク質の存在が細胞の生存と機能にいかに遍在し、不可欠であるかがわかります。
細胞のオルガネラ
細胞のさまざまな部分に入る前に、すべての細胞が同じではないことを理解する必要があります。人間、植物、キノコの見た目が大きく異なるように、それらの細胞もわずかに異なる場合があります!
また、細菌も細胞ですが、非常に異なる構造を持っていることを忘れないでください.
動物細胞をデフォルトとして使用します (ただし、自然界には「デフォルト」はありません)。
さまざまな種類の細胞 (写真提供:Aldona Griskeviciene/Shutterstock)
細胞は都市のようなものです。明確な分業体制をとっている。セルの都市には国境、行政本部、電力供給所、廃棄物管理部門などがあります。
また、細胞には何兆もの分子生物が密集しています!
壁 – 細胞/原形質膜
セルシティには、セルの内部を外部環境から隔てて保護する壁があります。この壁は細胞膜または原形質膜と呼ばれます。脂質分子が 2 層に挟まれてできています。
しかし、実際の都市の固くて強い境界線とは異なり、この原形質膜は柔軟で流動的に動き回ることができます。膜内のタンパク質と炭水化物分子は、細胞がその形状を保持することを可能にしますが、脂質分子は、必要に応じて細胞が動き回る能力を与えます.
細胞の外壁である細胞膜は、原形質膜とも呼ばれます。 (写真提供:Designua/Shutterstock)
画像のキャプション: 細胞膜。左下の分子は、リン脂質と呼ばれる両親媒性脂質分子です。
細胞膜内のタンパク質は、他の分子が細胞に出入りできるようにするドアのような役割も果たします。これらはまた、細胞の目のように機能し、その外部環境を検出します.
植物、バクテリア、藻類、菌類の細胞には、細胞膜である細胞壁を保護する特別な層があります。これは通常、硬く丈夫に作られています。これが、植物が非常に頑丈な理由の 1 つです。
都心 – 細胞質
細胞内を移動すると、細胞質に到達します。これは、セルの一般的な内部空間です。オルガネラ (小さいのでオルガンとは呼ばれません) がぎっしり詰まった非常に忙しい空間ですが、さまざまな分子やイオンが細胞を満たす水の中で浮いたりぶつかったりしています。
特に、すべてを所定の位置に保つのは、タンパク質でできている細胞骨格とも呼ばれる細胞の道路システムと構造です。細胞骨格は、細胞がその形状を維持することを可能にすると同時に、細胞の貨物が細胞のある部分から別の部分に輸送される道路としても機能します.
細胞の別の部分 (写真提供:Molecular Sensei/Shutterstock)
本社 - 中核
細胞の核は、生物を作るための情報、つまり DNA が存在する場所です。細胞の DNA は、その細胞がどのような種類の細胞になり、どのように機能するかを決定します。細胞外で変化があった場合、その情報は DNA に中継され、そこで適切な変化が開始されます。
工場 – 小胞体
DNA の情報は、遺伝子と呼ばれる一口サイズの命令の塊に分割されます。これらの遺伝子の指示は、タンパク質を作成するためのものです。タンパク質は最終的に、身長や目の色など、私たちを定義するすべての特徴をもたらします.
本社のすぐ外に工場があります。小胞体は、DNA の指示を読み取り、タンパク質に変換します。
発電所 – ミトコンドリア
次は、細胞の発電所であるミトコンドリアです。このわずかにジェリービーンズの形をしたオルガネラは、ATP を生成することにより、細胞の他のすべてのプロセスに力を与えます。
ATP は、細胞の通貨として機能する分子です。細胞がパワーアップを必要とする場合、細胞は持っている ATP 分子を消費し、仕事を成し遂げるためにすべての良いエネルギーを放出します。
廃棄物管理システム – リソソーム
時間が経つにつれて、細胞は多くの廃棄物を蓄積します。壊れて使用できなくなった分子、未使用の分子、潜在的に有毒な化学物質で構成される細胞の「うんち」は、すべて分解して細胞から排出する必要があります。リソソームは細胞の近藤麻理恵のようなもので、かつて細胞内で喜びを引き起こしたものに別れを告げますが、もはやそれを提供しません.
結論
細胞には他にも多くの部分がありますが、この記事ではすべての細胞の一次オルガネラと重要な機能について説明します。
これらの微視的構造は非常に複雑であり、科学者が細胞のさまざまな部分とその機能についてまだ知らないことがたくさんあります.それらを 100% 理解することはできないかもしれませんが、それらが私たちの生存にとっていかに重要であるかを知っています!
