コンテンツ
- セルの動作の概要
- 基本的なセルの動作の概要
- アクティブおよびパッシブトランスポートとは
- 受動輸送
- アクティブトランスポート
- 細胞はどのように通信するのですか？
- 信号を受信する
- シグナルの解釈
- 信号への応答
- セルはどのように移動しますか？
- 生物の走化性
- 細胞収縮
生命の基本単位として、細胞は原核生物と真核生物で重要な機能を果たします。細胞生理学は、生体内の内部構造とプロセスに焦点を当てています。
分裂からコミュニケーションまで、この分野では細胞がどのように生き、働き、死ぬかを研究しています。
セルの動作の概要
細胞生理学の一部は、細胞の振る舞いの研究です。セルの構造、機能、および動作の間には重要なリンクがあります。たとえば、真核生物の細胞小器官には、細胞の機能を助け、適切に機能する特定の役割があります。
生理学と細胞生物学を理解するとき、細胞の振る舞いは理にかなっています。 協調行動 多細胞生物にとって重要なのは、一緒に働かなければならない細胞がたくさんあるためです。適切な細胞の挙動は、機能的な組織と健康な生物を作り出します。
しかし、細胞の挙動がうまくいかないと、がんなどの病気につながる可能性があります。たとえば、細胞分裂が制御不能な場合、細胞は増殖して腫瘍を形成する可能性があります。
基本的なセルの動作の概要
セルは異なる場合がありますが、それらの多くが共有する基本的な動作があります。以下が含まれます。
アクティブおよびパッシブトランスポートとは
細胞生理学と膜輸送を理解することが重要です。生物は、細胞内外に物質を運び、細胞膜の脂質二重層を通過させる必要があります。
パッシブおよびアクティブトランスポートは、セルラートランスポートの2つの一般的なタイプです。アクティブトランスポートとパッシブトランスポートには本質的な違いがいくつかあります。
受動輸送
受動輸送では、エネルギーを使用して物質を移動しません。セルが使用する1つの方法は 拡散、そしてあなたはそれに分割することができます シンプルな または 促進された 拡散。物質は、高濃度の領域から低濃度の領域に移動できます。浸透は、水を含む単純な拡散の例です。
単純な拡散では、分子が原形質膜を通って濃度勾配を下って移動します。これらの分子は小さく、無極性です。促進された拡散も同様ですが、膜輸送チャネルが関与します。大きく極性のある分子は、拡散の促進に依存しています。
アクティブトランスポート
能動輸送には、物質を動かすエネルギーが必要です。分子は、ATPなどのエネルギー源のおかげで、低濃度の領域から高濃度の領域へと濃度勾配に逆らって移動できます。キャリアタンパク質は、このプロセス中に細胞を助け、細胞はプロトンポンプまたはイオンチャネルを使用できます。
エンドサイトーシス そして エキソサイトーシス 細胞内の能動輸送の例です。それらは、小胞内の大きな分子の移動を助けます。エンドサイトーシスの間、細胞は分子を捕捉して内部に移動します。エキソサイトーシスの間、細胞は分子を膜の外側に移動させます。
細胞はどのように通信するのですか？
セルは信号を受信、解釈、および応答できます。このタイプのコミュニケーションは、環境に対応し、多細胞生物内で情報を広めるのに役立ちます。シグナリングは、環境または他のセルからの特定の信号にセルが応答できるようにすることで、セルの動作をガイドします。
シグナル伝達は、細胞シグナル伝達の別の用語であり、情報の伝達を指します。シグナル伝達カスケードは、刺激が開始された後に細胞内で発生する経路または一連の化学反応です。シグナル伝達は、細胞の成長、運動、代謝などを制御できます。しかし、細胞間コミュニケーションがうまくいかないと、がんのような病気を引き起こす可能性があります。
細胞間コミュニケーションの基本を理解することが重要です。一般的なプロセスは、セルが化学信号を検出すると開始されます。これは最終的に細胞がそれに反応するのを助ける化学反応を引き起こします。望ましい結果につながる最終応答があります。
たとえば、細胞は体からより多くの細胞分裂が必要であるという信号を受け取ります。それは細胞分裂を促進する遺伝子の発現で終わるシグナル伝達カスケードを通過し、細胞は分裂し始める。
信号を受信する
セル内の信号のほとんどは化学的です。細胞はと呼ばれるタンパク質を持っています 受容体 と呼ばれる分子 リガンド シグナリング中にそれらを助けます。
たとえば、細胞はタンパク質を細胞外空間に放出して、他の細胞に警告することができます。タンパク質は2番目の細胞に浮かぶことができ、細胞はそれに対する正しい受容体を持っているため、それを拾います。次に、2番目のセルが信号を受信し、それに応答できます。
動物細胞にはギャップジャンクションがあり、植物細胞にはプラスモデスマがあります。これらは細胞の伝達に役立つチャネルです。これらのチャネルは近くのセルを接続します。それらは小分子がそれらを通過することを可能にするので、信号は移動できます。
シグナルの解釈
細胞は信号を受信した後、それらを解釈できます。これは、構造変化または生化学的反応によって起こります。シグナル伝達カスケードは、情報を細胞内で移動させることができます。リン酸化は、リン酸基を追加することでタンパク質を活性化または非活性化できます。
一部のシグナル伝達カスケードには、Caなどの細胞内メッセンジャーまたはセカンドメッセンジャーが含まれます。2+、cAMP、NO、およびcGMP。これらは、細胞内に豊富に存在する可能性のあるカルシウムイオンなどの非タンパク質分子である傾向があります。
たとえば、一部の細胞には、カルシウムイオンを結合できるタンパク質があり、それがタンパク質の形状と活性を変化させることがあります。
信号への応答
細胞はさまざまな方法で信号に応答できます。たとえば、遺伝子発現を変化させて、細胞の振る舞いを変えることができます。
また、信号をフィードバックして、元の信号を受信して応答したことを確認することもあります。最終的に、シグナル伝達は細胞機能に影響を与える可能性があります。
セルはどのように移動しますか？
細胞の運動性は、生物がある場所から別の場所に移動するのを助けるため重要です。これは、食料を入手したり、危険から逃れるために必要な場合があります。多くの場合、セルは環境の変化に対応して移動する必要があります。細胞は、う、泳ぐ、滑る、または他の方法を使用する場合があります。
の べん毛 そして 繊毛 細胞の移動を助けることができます。鞭毛または鞭状構造の役割は、細胞を推進することです。繊毛または毛状構造の役割は、リズミカルなパターンで前後に動くことです。精子細胞には鞭毛があり、気道に並ぶ細胞には繊毛があります。
生物の走化性
細胞のシグナル伝達は、生物の細胞運動を引き起こす可能性があります。この動きは信号に向かってまたは信号から遠ざかる可能性があり、病気で役割を果たす可能性があります。 走化性 より高い化学物質濃度への、またはそれからの細胞移動であり、細胞応答の重要な部分です。
たとえば、走化性により、がん細胞はより成長を促進する体の領域に向かって移動することができます。
細胞収縮
細胞は収縮する可能性があり、この種の動きは筋肉細胞で起こります。プロセスは、神経系からの信号で始まります。
次に、細胞は化学反応を開始して反応します。この反応は筋線維に影響を及ぼし、収縮を引き起こします。