学習成果
- 中心体やリソソームを含む動物細胞にのみ存在する重要なオルガネラを特定
- 葉緑体や大きな中心液胞を含む植物細胞にのみ存在する重要なオルガネラを特定
この時点で、各真核細胞は原形質膜、細胞質、核を持っていることがわかっています。、リボソーム、ミトコンドリア、ペルオキシソーム、およびいくつかの液胞では、しかし、動物と植物の細胞の間にいくつかの顕著な違いがあります。, 動物細胞と植物細胞の両方が微小管組織化中心(Mtoc)を有するが、動物細胞はまた、MTOCに関連付けられている中心小体を有する:中心体と呼ばれる複合体。 動物細胞はそれぞれ中心体とリソソームを持っていますが、植物細胞はそうではありません。 植物細胞は、細胞壁、葉緑体および他の特殊な色素体、および大きな中央液胞を有するが、動物細胞はそうではない。
動物細胞のプロパティ
図1. 中心体は互いに直角にある二つの中心小体からなる。, それぞれの中心は、微小管の九つの三重項からなる円柱である。 ノンチュブリンタンパク質(緑色の線で示される)は、微小管の三つ子を一緒に保持する。
中心体
中心体は、動物細胞の核の近くに見られる微小管組織化中心である。 これは、互いに垂直にある二つの構造である一対の中心小体を含んでいます(図1)。 各中心子は、微小管の九つの三重項の円柱である。,
中心体(すべての微小管が発生するオルガネラ)は、細胞が分裂する前にそれ自身を複製し、中心小体は、複製された染色体を分裂細胞の反対側の端に引っ張ることに何らかの役割を持っているように見える。 しかし、中心体を除去した細胞は依然として分裂することができ、中心体を欠いている植物細胞は細胞分裂することができるため、細胞分裂における中心小体の正確な機能は明らかではない。
リソソーム
図2., マクロファージは潜在的に病原性のある細菌を巻き込んだ(貪食された)後、細胞内のリソソームと融合して病原体を破壊する。 他の細胞小器官は細胞内に存在するが、簡単にするために示されていない。
動物細胞の消化成分およびオルガネラリサイクル施設としての役割に加えて、リソソームは内膜系の一部であると考えられている。
リソソームはまた、細胞に入る可能性のある病原体(病気を引き起こす生物)を破壊するためにそれらの加水分解酵素を使用する。, これの良い例は、あなたの体の免疫システムの一部であるマクロファージと呼ばれる白血球のグループで発生します。 食作用またはエンドサイトーシスとして知られているプロセスでは、マクロファージの原形質膜の一部が侵入(折り畳まれる)し、病原体を巻き込む。 病原体が内部にある陥入した部分は、その後原形質膜から自分自身を挟み込み、小胞になる。 小胞はリソソームと融合する。 その後、リソソームの加水分解酵素が病原体を破壊します(図2)。,
植物細胞の特性
葉緑体
図3. 葉緑体は、外膜、内膜、およびグラナに積み重ねられているチラコイドと呼ばれる膜構造を持っています。 チラコイド膜の内側の空間はチラコイド空間と呼ばれています。 光収harvesting反応はチラコイド膜で起こり、糖の合成は間質と呼ばれる内膜内の流体中で起こる。 葉緑体はまた、単一の環状染色体に含まれる独自のゲノムを有する。,
ミトコンドリアのように、葉緑体は独自のDNAとリボソームを持っています(これらについては後で説明します!しかし、葉緑体はまったく異なる機能を持っています。 葉緑体は光合成を行う植物細胞小器官である。 光合成は、グルコースと酸素を作るために二酸化炭素、水、光エネルギーを使用する一連の反応です。 これは植物と動物の大きな違いであり、植物(独立栄養生物)は糖のように自分の食物を作ることができ、動物(従属栄養生物)は食物を摂取しなければな,
ミトコンドリアのように、葉緑体は外膜と内膜を持っていますが、葉緑体の内膜に囲まれた空間の中には、チラコイドと呼ばれる流体充填膜嚢が相互に連結されて積み重ねられています(図3)。 チラコイドの各スタックはgranum(複数形=grana)と呼ばれています。 グラナを取り囲む内膜によって囲まれた流体は、間質と呼ばれる。
葉緑体にはクロロフィルと呼ばれる緑色の色素が含まれており、光合成の反応を駆動する光エネルギーを捕捉しています。 植物細胞と同様に、光合成原生生物も葉緑体を持っています。, いくつかの細菌は光合成を行うが、それらのクロロフィルはオルガネラに追いやられない。
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Endosymbiosis
ミトコンドリアと葉緑体の両方にDNAとリボソームが含まれていることに言及しました。 なぜ疑問に思いましたか? 強力な証拠は、説明としてendosymbiosisを指しています。
共生は、二つの別々の種からの生物が生存のために互いに依存する関係である。, Endosymbiosis(endo–=”within”)は、ある生物が他の生物の中に住んでいる相互に有益な関係です。 内共生関係は自然に富む。 している微生物によるビタミンKは、人間の腸. この関係は、ビタミンKを合成することができないため、私たちにとって有益であり、微生物は他の生物から保護され、乾燥から保護され、大腸の環境から豊富な食物を受け取るため、微生物にとっても有益である。,
科学者たちは、細菌、ミトコンドリア、葉緑体の大きさが似ていることに長い間気づいてきました。 また、ミトコンドリアや葉緑体と同じように、細菌はDNAとリボソームを持っていることも知っています。 科学者たちは、宿主細胞が好気性および独立栄養性細菌(シアノバクテリア)の両方を摂取したが、それらを破壊しなかったとき、宿主細胞および細菌が内共生的関係を形成したと信じている。, 何百万年もの進化を経て、これらの摂取された細菌は、好気性細菌がミトコンドリアになり、独立栄養細菌が葉緑体になって、その機能に特化したようになりました。
図4. エンドシンバイオティクス理論です, 最初の真核生物は、膜増殖、細胞機能の区画化(核、リソソーム、および小胞体への)、および好気性原核生物との内共生的関係の確立、および場合によっては光合成原核生物との間にそれぞれミトコンドリアおよび葉緑体を形成するために起きた祖先の原核生物に由来する可能性がある。
液胞
液胞は、貯蔵および輸送において機能する膜結合嚢である。 液胞の膜は、他の細胞成分の膜と融合しない。, さらに、植物の液胞内の酵素のようなあるエージェントは高分子を破壊します。
図5bを見ると、植物細胞はそれぞれ細胞の面積の大部分を占める大きな中央液胞を持っていることがわかります。 中央液胞は、環境条件の変化における細胞の水の濃度を調節する上で重要な役割を果たしています。 あなたは数日間植物に水を注ぐことを忘れると、それが枯れることに気づいたことがありますか?, これは、土壌中の水濃度が植物中の水濃度よりも低くなるにつれて、水が中央の液胞および細胞質から移動するためです。 中央液胞が収縮するにつれて、細胞壁は支持されていないままになります。 植物細胞の細胞壁への支持のこの喪失は、植物のしおれた外観をもたらす。
中心液胞はまた、細胞の拡張を支持する。 中心液胞がより多くの水を保持すると、細胞は新しい細胞質の合成に多くのエネルギーを投資することなく、より大きくなります。, このプロセスを使用してあなたの冷却装置のしおれたセロリを救助できる。 茎から端を単に切り、水のコップに置きなさい。 すぐにセロリは再び硬くてカリカリになります。
図5. これらの図は、(a)典型的な動物細胞および(b)典型的な真核生物植物細胞の主要な細胞小器官および他の細胞成分を示す。 植物細胞は、細胞壁、葉緑体、色素体、および中心液胞を有し、動物細胞には見られない構造を有する。 植物細胞はリソソームまたは中心体を持たない。,
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