細胞：タイプ、機能、および細胞小器官 - 生物学-生化学

細胞とは何ですか？

人間は、地球上の生命の基本単位である何兆もの細胞で構成されています。この記事では、細胞に見られる構造のいくつかを説明し、私たちの体に見られる多くの種類の細胞のいくつかについて説明します。

セルは、微細な工場、倉庫、輸送システム、および発電所を含む小さなパッケージと考えることができます。それらはそれ自体で機能し、独自のエネルギーを生み出し、自己複製します—細胞は複製できる生命の最小単位です。

しかし、細胞はまた、互いに通信し、接続して、しっかりした、しっかりとくっついた動物を作成します。細胞は臓器を形成する組織を構築します。臓器は協力して生物を生かし続けます。

ロバートフックは1665年に最初に細胞を発見しました。細胞がセラ（「小さな部屋」のラテン語）僧侶が修道院に住んでいた場所。

セル内

細胞の種類が異なれば、見た目も大きく異なり、体内で非常に異なる役割を果たします。

たとえば、精子細胞はオタマジャクシに似ており、雌の卵細胞は球形であり、神経細胞は本質的に細い管です。

それらの違いにもかかわらず、それらはしばしば特定の構造を共有します。これらはオルガネラ（ミニオルガン）と呼ばれます。以下は最も重要なもののいくつかです：

ヒト細胞の簡略図。

核

核は細胞の本部と考えることができます。通常、細胞ごとに1つの核がありますが、常にそうであるとは限りません。たとえば、骨格筋細胞には2つの核があります。核には細胞のDNAの大部分が含まれています（少量はミトコンドリアに収容されています。以下を参照）。核は、細胞に成長、分裂、または死ぬように伝えるメッセージを送信します。

核は、核膜と呼ばれる膜によって細胞の残りの部分から分離されています。膜内の核膜孔は小分子とイオンを通過させますが、より大きな分子はそれらを通過させるために輸送タンパク質を必要とします。

原形質膜

各細胞が隣接する細胞から分離されたままであることを保証するために、それは原形質膜として知られている特別な膜に包まれています。この膜は主にリン脂質でできており、水ベースの物質が細胞に入るのを防ぎます。原形質膜にはさまざまな受容体が含まれており、次のような多くのタスクを実行します。

ゲートキーパー：一部の受容体は、特定の分子を通過させ、他の分子を阻止します。
マーカー：これらの受容体は名札として機能し、免疫系にそれらが生物の一部であり、外来の侵入者ではないことを知らせます。
コミュニケーター：いくつかの受容体は、細胞が他の細胞や環境と通信するのを助けます。
ファスナー：いくつかの受容体は、細胞をその隣人に結合するのを助けます。

細胞質

細胞質は核を取り囲む細胞の内部であり、約80パーセントが水です。細胞小器官と細胞質ゾルと呼ばれるゼリー状の液体が含まれています。細胞内で起こる重要な反応の多くは細胞質で起こります。

リソソームとペルオキシソーム

リソソームとペルオキシソームはどちらも本質的に酵素の袋です。リソソームには、細胞の古い部分や異物などの大きな分子を分解する酵素が含まれています。ペルオキシソームには、過酸化物などの有毒物質を破壊する酵素が含まれています。

細胞骨格

細胞骨格は、細胞の足場と見なすことができます。それはそれが正しい形を維持するのを助けます。ただし、通常の足場とは異なり、細胞骨格は柔軟です。それは、細胞分裂と細胞運動性、たとえば精子細胞などのいくつかの細胞が動く能力において役割を果たします。

細胞骨格はまた、細胞外からの物質の取り込み（エンドサイトーシス）に関与することで細胞シグナル伝達を助け、細胞内で物質を動かすことに関与します。

小胞体

小胞体（ER）は細胞内の分子を処理し、それらを最終目的地に輸送するのに役立ちます。特に、タンパク質を合成、折り畳み、修飾、輸送します。

小胞体は、システルナと呼ばれる細長い嚢で構成されており、細胞骨格によって一緒に保持されています。ラフERとスムースERの2種類があります。

ゴルジ体

分子がERによって処理されると、ゴルジ装置に移動します。ゴルジ装置は、セルの郵便局と見なされることがあり、そこではアイテムがパッケージ化され、ラベルが付けられます。材料が離れると、セル内で使用することも、セル外に持ち出して他の場所で使用することもできます。

ミトコンドリア

ミトコンドリアはしばしば細胞の原動力と呼ばれ、私たちが食べる食物からのエネルギーを細胞が使用できるエネルギー、つまりアデノシン三リン酸（ATP）に変えるのを助けます。しかし、ミトコンドリアには、カルシウムの貯蔵や細胞死（アポトーシス）における役割など、他にも多くの仕事があります。

リボソーム

核内では、DNAはDNAに類似した分子であるRNA（リボ核酸）に転写され、同じメッセージを伝えます。リボソームはRNAを読み取り、RNAで定義された順序でアミノ酸をくっつけることによってタンパク質に翻訳します。

一部のリボソームは細胞質内を自由に浮遊します。その他はERに接続されています。

細胞分裂

細胞分裂は私たちの生涯にわたって続いています。

私たちの体は常に細胞を置き換えています。細胞は、生物の成長や、損傷後に死んだ細胞や破壊された細胞によって残されたギャップを埋めるなど、さまざまな理由で分裂する必要があります。

細胞分裂には、有糸分裂と減数分裂の2種類があります。

有糸分裂

有糸分裂は、体内のほとんどの細胞が分裂する方法です。「親」セルは2つの「娘」セルに分割されます。

両方の娘細胞は、お互いと親と同じ染色体を持っています。それらは染色体の2つの完全なコピーを持っているので二倍体と呼ばれます。

減数分裂

減数分裂は、男性の精子や女性の卵細胞などの性細胞を作ります。減数分裂では、各染色体のごく一部が壊れて別の染色体に付着します。これは遺伝子組換えと呼ばれます。

これは、新しい細胞のそれぞれが固有の遺伝情報のセットを持っていることを意味します。遺伝的多様性の発生を可能にするのはこのプロセスです。

つまり、簡単に言えば、有糸分裂は私たちの成長を助け、減数分裂は私たち全員がユニークであることを確認します。

細胞の種類

人体の複雑さを考えると、何百種類もの細胞があるのも当然です。以下は、ヒト細胞タイプの一部です。

幹細胞

幹細胞は、それらがどうなるかをまだ選択していない細胞です。分化して特定の細胞型になるものもあれば、分裂してより多くの幹細胞を生成するものもあります。それらは、胚と骨髄などの一部の成人組織の両方に見られます。

骨細胞

骨細胞には少なくとも3つの主要なタイプがあります：

骨を溶かす破骨細胞。
新しい骨を形成する骨芽細胞。
骨に囲まれ、他の骨細胞とのコミュニケーションを助ける骨細胞。

血球

血球には3つの主要なタイプがあります。

体の周りに酸素を運ぶ赤血球
免疫系の一部である白血球
血小板は、血栓が損傷後の失血を防ぐのに役立ちます

筋肉細胞

筋細胞とも呼ばれる筋肉細胞は、長い管状の細胞です。筋肉細胞は、運動、サポート、および蠕動運動（腸に沿った食物の運動）などの内部機能を含む、広範囲の機能にとって重要です。

精子細胞

精子は人間の細胞の最小のタイプです。

これらのオタマジャクシの形をした細胞は、人体で最も小さいものです。

彼らは運動性があり、動くことができることを意味します。彼らは、エネルギーを与えるミトコンドリアが詰まっている尾（べん毛）を使ってこの動きを実現します。

精子細胞は分裂できません。 2つのコピー（2倍体）を運ぶ大多数の細胞とは異なり、それらは各染色体の1つのコピー（半数体）しか持っていません。

女性の卵細胞

精子細胞と比較して、女性の卵細胞は巨大です。それは最大の人間の細胞です。卵細胞も一倍体であるため、精子と卵子のDNAが結合して二倍体細胞を形成します。

脂肪細胞

脂肪細胞は脂肪細胞とも呼ばれ、脂肪組織の主成分です。それらは必要なときにエネルギーとして使用できるトリグリセリドと呼ばれる貯蔵脂肪を含んでいます。トリグリセリドが使い果たされると、脂肪細胞は収縮します。脂肪細胞はまた、いくつかのホルモンを産生します。

神経細胞

神経細胞は体のコミュニケーションシステムです。ニューロンとも呼ばれ、細胞体と神経のプロセスという2つの主要な部分で構成されています。中心体には核や他の細胞小器官が含まれており、神経突起（軸索または樹状突起）は長い指のように走り、メッセージを広範囲に伝えます。これらの軸索のいくつかは1メートル以上の長さになる可能性があります。