生命科学入門 第7回

生命科学入門 第7回

• ビタミンは、代謝が正常に機能するために必要な微量物質である。
• 人間の体内で合成できないため、摂取しなければならない。
• 水溶性ビタミンにはビタミンB群やビタミンCがあり、特にビタミンB群は糖の代謝に必要な酵素の補酵素として働く。
• 脂溶性ビタミンには、光受容(A)、骨の形成(D)、血液凝固(K)など特有の機能を持つものがある。
• ミネラルは、生体を構成する主要な元素(O, C, H, N以外)である。
• メジャーミネラルにはカルシウムやマグネシウムがあり、特にMg2+は糖の代謝など多くの酵素の補助因子として働く。
• マイナーミネラルには鉄や亜鉛があり、特にFe2+はヘムの構成因子でヘモグロビンの酸素運搬に必須である。

細胞の構造と機能

• 細胞を発見したのは、ロバート・フック (1635-1703)である。
• コルク樫の樹皮の細胞壁を観察し、「小部屋」を発見、Cell(細胞)と名付けたとされる(1665)。
• 細胞核を発見したのはロバート・ブラウン。
• 細胞説(植物)を発見した人物はマティアス・シュライデン, 細胞説(動物)を発見した人物はテオドール・シュワン
• すべての細胞は、既存の細胞の成長と分裂によって生まれる。

原核生物と真核生物

• 原核生物には大腸菌、ブドウ球菌などがある
• 真核生物にはゾウリムシ、上皮細胞、神経細胞などがある
• 真核生物の細胞には、細胞膜、細胞核、ミトコンドリアなどがある
• 植物細胞には、細胞壁、葉緑体などもある。
• 原核生物は、細胞核を持たない。DNAは細胞質の中に直接存在する。
• 真核生物は、細胞核を持ち、DNAは細胞核内にある。

細胞膜

• 細胞膜はリン脂質二重層からできている。
• リン脂質は、親水性と疎水性の両方の性質を持つ。
• 細胞膜は、細胞の外側と内側を区切るバリアとして機能する。
• 細胞核は膜で覆われている。
• 核膜には物質輸送のための核膜孔がある。
• DNAは細胞核内にあり、細胞分裂時には染色体になる。ヒトの染色体は23組（46本）。

ミトコンドリア

• ミトコンドリアは、細胞のエネルギー生産に関わる重要な細胞小器官である。
• ミトコンドリアは外膜と内膜を持つ。
• 内膜はクリステと呼ばれるひだ状の構造を持ち、ATP産生のための表面積を増やしている。
• ミトコンドリアはATPを合成する(細胞のエネルギー生産工場)。
• ミトコンドリアは細胞の老化にも影響を与える。

ミトコンドリアと老化

• 若い細胞ではミトコンドリアの機能が正常である。
• ミトコンドリアの分裂が進むと機能が低下し、老化につながる可能性がある。
• MITOL(ミトコンドリア外膜に存在)活性化すると、ミトコンドリア分裂を抑え、機能低下を抑制する可能性がある。

植物の細胞

• 植物細胞は、細胞壁で覆われている。
• 植物細胞には、葉緑体があり光合成を行う。
• 葉緑体は光エネルギーを利用して、水を分解しATPとNADPHと酸素を作り出し、二酸化炭素から糖を作る。

原核生物

• 原核生物にはバクテリアとアーキアがある。
• これらは、真核生物に比べて増殖速度が早く、環境への適応力が高い。
• いくつかのアーキアは極限環境で生きられる。
• 原核生物のDNAは細胞質に直接存在する。
• 原核生物にはミトコンドリアや葉緑体のような細胞小器官は存在しない。

真核生物と原核生物の違い

• 細胞核の存在（原核生物はなし、真核生物はあり）
• 細胞小器官の存在（原核生物はなし、真核生物はあり。例：ミトコンドリア、葉緑体）
• DNAの構造（原核生物は環状、真核生物は線形）