1。化学ビルディングブロック:
* 高分子: この細胞は、炭水化物、脂質(脂肪)、タンパク質、および核酸(DNAおよびRNA)の4つの主要なクラスの大きな複雑な分子から構築されています。
* 炭水化物 エネルギーと構造のサポートを提供します。
* 脂質 細胞膜を形成し、エネルギーを貯蔵し、ホルモンとして機能します。
* タンパク質 事実上すべてを実行します。反応(酵素)を触媒し、構造、輸送分子などを提供します。
* 核酸 遺伝情報を保存して送信します。
* 小さな分子: 細胞はまた、水、イオン(ナトリウム、カリウム、カルシウム)、さまざまな代謝産物などの小さな分子に依存しています。
2。細胞プロセス:
* 代謝: 細胞内のすべての化学反応の合計。これには次のものが含まれます。
* アナボリズム: より単純な分子から複雑な分子を構築する(例:タンパク質合成)。
* 異化: 複雑な分子をより単純な分子に分解します(例:食物の消化)。
* エネルギー生産: 細胞は、解糖や細胞呼吸などのプロセスを介して食物からエネルギーを抽出し、ATP(アデノシン三リン酸)の形で保存します。
* 信号変換: 細胞は、ホルモンや神経伝達物質などの分子を使用して、環境からの信号を受け取り、反応します。
* 輸送: 細胞は、拡散、浸透、および活性輸送を使用して、膜を介して分子を移動します。
* レプリケーションと分割: 細胞はDNAを複製し、分裂して新しい細胞を作成します。
3。精度と相互依存性:
* 酵素: 酵素と呼ばれる特定のタンパク質は、触媒として作用し、消費されることなく化学反応を加速します。各酵素は、特定の分子(基質)に結合し、特定の化学変化を促進できる正確な形状を持っています。
* 代謝経路: 多くの場合、反応は一連のステップでリンクされ、代謝経路を形成します。 1つの反応の出力は次の反応の入力になり、材料とエネルギーの滑らかな流れを確保します。
* フィードバックループ: セルはフィードバックループを使用して内部環境を調節します。肯定的なフィードバックは変化を増幅しますが、負のフィードバックは変化を逆転させ、安定性を維持します。
* コンパートメント化: 細胞は、膜によってコンパートメント(オルガネラ)に分割されます。これにより、異なる化学反応が別々の環境で発生し、干渉を最小限に抑え、効率を最大化できます。
4。不均衡の結果:
*化学プロセスがうまくいかない場合、細胞は機能不全になり、病気につながる可能性があります。たとえば、DNAの変異はタンパク質合成を破壊し、癌につながる可能性があります。
本質的に、細胞は化学物質とプロセスの正確な相互作用に依存する細かく調整された機械です。各分子は特定の役割を果たし、各反応は、生命に必要な繊細なバランスを維持するために慎重に調整されています。