細胞内小器官の構造と働き

細胞内小器官とは、細胞内において特定の機能を持つ構造の総称です。ラテン語名であるオルガネラとも呼ばれます。代表的細胞内小器官として、核、小胞体、ゴルジ体、ミトコンドリアについて説明します。

は、二重膜であり核膜孔が多数存在する核膜で包まれています。核内には DNA が塩基性タンパク質であるヒストンに巻き付いて折りたたまれた状態で存在します。核分裂の時には凝縮して、太いひも状の染色体として見えます。核内には核小体と呼ばれる小器官が見られます。

核は DNA の遺伝情報を RNA に転写し、mRNA を核膜孔からリボソームに出すことで、タンパク質合成を指示します。DNA → RNA を転写RNA → タンパク質 を翻訳といいます。また、核分裂に先立ち DNA 複製を行います。核小体では rRNA が合成されます。rRNA は、リボソームの構成要素です。

小胞体は、一重膜からなる袋が積み重なったような構造です。リボソームという顆粒が表面に付着しているものを粗面小胞体、リボソームが付着していないものを滑面小胞体といいます。

粗面小胞体は、タンパク質合成の場として機能します。リボソームに、タンパク質の原料であるアミノ酸を運んでくるのが tRNA です。一方、滑面小胞体には シトクロム P450 という一群の酵素が存在し、薬物代謝の場として機能します。

ゴルジ体は、へん平な袋が重なった形で、周りに小胞がくっついています。ゴルジ体は、粗面小胞体で合成されたタンパク質が送られてきて、濃縮、貯蔵します。この際、タンパク質に対し、糖鎖付加などの修飾を行うこともあります。タンパク質は膜で包まれた分泌顆粒となり、細胞膜へと輸送され、さらに細胞外へと排出されます。

ミトコンドリアは、内膜と外膜からなる二重膜構造です。内膜が折れ曲がり、多くのひだを作っている点が特徴です。ひだの部分をクリステと呼びます。クリステで囲まれた内側がマトリックスと呼ばれます。

ミトコンドリアは好気呼吸、特にクエン酸回路、水素伝達系と呼ばれる部分を担います。好気呼吸により 多くの ATP を産生します。ATP を産生するとは、エネルギーを生み出していると考えればよいです。また、脂肪酸の β 酸化と呼ばれる分解を行います。

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