生体分子を構成している元素
有機分子
C, H, O, N, P, S(C, H, O, N で99%)
単原子イオン
Na+, K+, Mg2+, Ca2+, Cl微量元素
Mn, Fe, Co, Cu, Zn, B, Al, V, Mo, I, Si,
Sn, Ni, Cr, F, Se
生体分子の種類
主なもの(大腸菌の場合)
核酸(7%),蛋白質(15%),糖質(3%),脂質(2%)
核酸 − 遺伝情報を制御・伝達
(DNA, RNA)
蛋白質 − 構造体,シグナル伝達,遺伝情報のコントロール,
分子認識,分子合成,エネルギー生産
(酵素,ホルモン,抗体など
糖質 − エネルギー源,細胞壁,標的分子
(グルコース,セルロースなど)
脂質 − エネルギー源,細胞膜,構造体,シグナル伝達
(リン脂質,脂肪など)
原核細胞と真核細胞
真核生物→動物、植物
核および、膜でかこまれた細胞小器官を持つ
原核生物→細菌、藍藻
はっきりとした核、細胞小器官をもたない
核様体
リボゾーム
細胞壁
鞭毛
細胞膜
原核生物の細胞
動物細胞と植物細胞
動物細胞、植物細胞に共通
核、細胞膜、ミトコンドリア、小胞体、ゴルジ体、
リボソーム、細胞質、リソソーム、ペルオキシソーム
植物細胞に特有
細胞壁、葉緑体、液胞
その他
菌類(キノコ、カビなど)
→細胞壁は持つが葉緑体は持たない
ウイルス
→宿主細胞に感染し、増殖するのに必要な最低限の構造
しか持たない
細胞膜
〇 一層の脂質二重膜により構成されている
〇外部との境界
〇ポンプ、チャンネル、ホルモンレセプター、細胞接着因子
など多数の蛋白質が埋め込まれており、外部とのコミュニ
ケーションを行う
参考:http://www.tmd.ac.jp/artsci/biol/textbook/profile.htm#membrane
ゴルジ体
〇 一層の脂質二重膜により構成された 平たい袋が重層している
〇 蛋白質を糖鎖により修飾し、分泌 するなどの機能
〇 他の細胞小器官への運搬(一部がちぎれて移動していく
→輸送小胞)
→各種分子を認識し、種類によって外部に分泌したり、
リソソームへ運搬して分解する、というように仕分けを行う
参考:http://www.tmd.ac.jp/artsci/biol/textbook/profile.htm#golgi
小胞体
一層の脂質二重膜により構成された 平らな層、袋、管状の広がり
核膜とつながっている
〇 粗面小胞体→蛋白質合成を行うリボゾームが付着
膜蛋白質・分泌蛋白質を合成・輸送
(ゴルジ体に運んで修飾など)
〇 滑面小胞体→リボソームは付着していない
主に脂質代謝を行う
参考:http://www.tmd.ac.jp/artsci/biol/textbook/profile.htm#endoplas
リソソームとペルオキシソーム
リソソーム
一層の脂質二重膜により構成された小胞で、
細胞内消化を行う
ペルオキシソーム
一層の脂質二重膜により構成された小胞で、
過酸化水素を生成し、分子状酸素を用いた
酸化反応を行う
余分の過酸化水素はカタラーゼによって分解
オキシフルを傷口につけると泡がでるのは
カタラーゼの働き
核
〇 二層の脂質二重膜により構成される
→核膜 外膜、内膜からなる
〇 DNAはヒストン蛋白質が結合しクロマチンの形で存在
〇 核膜孔を通じて細胞質と物質をやりとり
〇 核小体→リボソームの組み立て
参考:http://www.tmd.ac.jp/artsci/biol/textbook/profile.htm#nucleus
ミトコンドリア
〇 二層の脂質二重膜により構成される
→外膜、内膜
クリステ、マトリックス
参考:http://www.tmd.ac.jp/artsci/biol/textbook/profile.htm#cytosol
〇 栄養源の分子を酸化し、得られたエネルギーをATPの形で
蓄える
〇 独自のDNAを持ち、細胞全体とは独立に分裂して増える
ミトコンドリアは真核生物の祖先に、酸素呼吸を行う原核生物
が共生したものと考えられている(共生説)
子孫には、母方のミトコンドリアのみ受け継がれる
→DNAを解析すれば、起源をさかのぼることができる
→ミトコンドリア・イヴhttp://contest2.thinkquest.jp/tqj2003/60218/ivu.html
http://www.motokawa.bio.titech.ac.jp/song.html
ミトコンドリアの起源
真核細胞の祖先
初期真核細胞
内膜
核
ミトコンドリア
細菌
“Molecular Biology of the Cell”(第4版)より
細胞骨格
蛋白質の繊維が網目状の構造を形成
細胞の形をきめる
細胞運動を司る
微小管、アクチンフィラメント、中間径繊維
参考:http://www.tmd.ac.jp/artsci/biol/textbook/profile.htm#skelton
葉緑体
〇 二層の脂質二重膜により構成される
外膜、内膜
チラコイド、グラナ、ストロマ
〇 クロロフィルを含み、光合成を行う
〇 独自のDNAを持ち、細胞全体とは独立に分裂して増える
葉緑体は真核生物の祖先に、光合成を行う原核生物が共生した
ものと考えられている(共生説)
子孫には、母方の葉緑体のみ受け継がれるものと、両親の
ものが受けつがれるものが存在→斑入り
葉緑体の起源
真核細胞の祖先
光合成細菌
“Molecular Biology of the Cell”(第4版)より
光合成を行なう
初期真核細胞
葉緑体
液胞と細胞壁
液胞
一層の脂質二重膜により構成される
細胞内消化を行う
細胞壁
セルロース繊維と多糖類が組み合わさり、硬い構造を作る
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