何十年もの間、科学者は、異なるサイズのセルが同じ量を持つことができるという事実に困惑してきました。これは、線形寸法の立方体としてセルの表面積が増加し、線形寸法の立方体としてセルの体積が増加するためです。これは、細胞が大きくなると、その表面積が比較的小さくなり、細胞が栄養素を取り入れて廃棄物を取り除くことがより困難になることを意味します。
研究者が謎を解決した方法
近年、研究者は、細胞がどのようにその量を維持するかを理解することを進歩させてきました。彼らは、細胞がさまざまなメカニズムを使用して、膜を横切る水とイオンの流れを制御することを発見しました。これらのメカニズムには次のものが含まれます。
* Aquaporins： アクアポリンは、細胞膜にチャネルを形成するタンパク質であり、水が細胞に出入りすることを可能にします。
* イオンチャネル： イオンチャネルは、イオンが細胞に出入りすることを可能にする細胞膜にチャネルを形成するタンパク質です。
* カトリウム - ポタスシウムポンプ： ナトリウム - ポタスシウムポンプは、エネルギーを使用してナトリウムイオンを細胞からポンプで送り出し、カリウムイオンを細胞に入れるタンパク質です。
これらのメカニズムは、細胞の体積を狭い範囲内で維持するために連携します。細胞が大きすぎると、アクアポリンとイオンチャネルが開いて、水とイオンが細胞から流出することができます。細胞が小さすぎると、アクアポリンとイオンチャネルが近づき、水とイオンが細胞から流れ出るのを防ぎます。
細胞体積の重要性
細胞体積は細胞機能に不可欠です。セルの体積が大きすぎたり小さすぎたりすると、セルは適切に機能できません。たとえば、細胞の体積が大きすぎる場合、セルは栄養素を取り入れず、廃棄物を十分に迅速に取り除くことができません。細胞の体積が小さすぎる場合、細胞は機能する必要があるタンパク質やその他の分子を生成できません。
結論
細胞体積の謎は、細胞が膜を横切る水とイオンの流れを制御するために使用するメカニズムを研究した研究者の研究のおかげで解決されました。この研究は、細胞が細胞機能に不可欠な細胞を狭い範囲内でどのように維持するかを理解するのに役立ちました。
