細胞質

の 細胞質 人間の細胞の内部を埋めます。これは、細胞質ゾル、液体またはゲル状物質、オルガネラ（ミトコンドリア、ゴルジ体など）および細胞骨格で構成されます。全体として、細胞質は酵素の生合成と触媒作用だけでなく、物質の貯蔵と細胞内物質の輸送にも使用されます。

細胞質とは？

細胞質という用語の定義は、文献では統一されていません。一部の著者は、核を含むヒト細胞の生理活性成分全体を細胞質と見なしています。他の著者は、ミトコンドリアや小胞体、細胞核などの細胞に含まれるオルガネラを細胞質に数えませんが、原形質という用語を使用します。

細胞核と多数のオルガネラ（最大数千）は細胞質に閉じ込められており、マイクロフィラメント、中間フィラメント、微小管が通過します。これらは細胞骨格であり、細胞の強度と構造を与え、生体膜を介した輸送を含む物質の細胞内輸送を可能にするタンパク質です。細胞質の液体またはゲル状の部分はサイトゾルと呼ばれます。サイトゾルの特定の領域内の一貫性の変化は、細胞内の細胞小器官も輸送します。

細胞内で多くの平行した生化学反応を可能にするために、いわゆるコンパートメントと呼ばれる空間が、生体膜によって細胞質内に形成され得る。それらは、それぞれの場合に必要な異なる環境条件を可能にします。

解剖学と構造

細胞質には、約80.5〜85％の水、10〜15％のタンパク質、2〜4％の脂質が含まれており、残りは多糖類、DNA、RNA、および有機および無機の分子とイオンで構成されています。細胞質のpHは7.0でほぼ中性であり、緩衝液によって可能な限り安定に保たれます。イオンポンプを使用して、pH値を安定化またはわずかに変更することもできます。

細胞骨格に細胞に強度と形状を与え、物質の細胞内輸送を保証する細胞骨格は、アクチンフィラメント（マイクロフィラメント）、中間フィラメント、および微小管で構成されています。細胞骨格は、動的な構築と構造的適応を可能にする改造プロセスの影響を受けます。アクチンフィラメントは、長さが約6〜9ナノメートルの非常に細い長鎖タンパク質ポリマーで構成されています。中間フィラメントは、非常に複雑な方法でさまざまな構造タンパク質（ケラチン）で構成されており、5つの異なるタイプがあります。

直径約24ナノメートルの管状の微小管は、チューブリンの小さな球状単位で構成されています。微小管の長さは、数マイクロメートルから数百マイクロメートルまでさまざまです。タスクに応じて、微小管は非常に短命から安定した長寿命になる可能性があります。

機能とタスク

複雑な細胞質の個々のコンポーネントには、さまざまな機能とタスクがあります。最も重要なタスクは、特定の物質の保管と酵素触媒生物活性、つまり必要な物質または不要な物質の蓄積と分解です。細胞質または細胞がこれらの上位のタスクを実行するために使用できるツールがいくつかあります。

多くの変換プロセスが特定のオルガネラ内で行われるため、細胞質は、一貫性をゲル状から水様に、またはその逆に変更することにより、オルガネラの細胞内輸送を細胞内の最適な「場所」に確保できます。膜を介した小胞輸送を可能にする微小管は、特別な機能を果たします。膜が透過しない物質は小胞（膜の隆起）に封入され、微小管の助けを借りて膜を通って導かれます。微小管はまた、細胞内の動きや、むち打ち（精子など）によって動く特定の細胞型の自己運動において特別な役割を果たします。

微小管は、DNA複製後の有糸分裂（正常な細胞分裂）中に、染色体配列において別の特別な機能を果たします。微小管はまた、軸索（単に神経とも呼ばれる）、神経インパルスを神経細胞から標的組織（遠心性）またはセンサーから神経細胞（求心性神経）に伝達する神経プロセスの安定化にも重要な役割を果たします。細胞質が膜の形成を通じて細胞内に閉じた反応空間を形成する能力により、細胞は多くの生化学的プロセスを同時に実行でき、酵素的および触媒的に制御され、それぞれが独自の反応環境を必要とします。

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病気

細胞質または細胞質の特定の個々の構成要素が持つほとんど手に負えないほどの豊富な機能は、それが細胞質に関連して等しく複雑で分化した機能障害および不満につながる可能性があることを示唆しています。コルヒチンは紡錘体毒とも呼ばれ、特定の機能障害の例として機能します。

秋のクロッカスのアルカロイドで、単量体のチューブリンに結合して不活性化し、細胞分裂の紡錘体（有糸分裂）の形成を防ぎます。これは正常な細胞分裂を防ぎます。ビンブラスチンは、同様の活動範囲に基づく化学療法剤であり、腫瘍の成長基盤を奪うために、特定の種類の癌の存在下で特に使用されます。同様に、ミトコンドリアからATPを取り、そこにADPを送達する細胞質の能力を妨げる毒は、すぐに生命を脅かす可能性があります。

いわゆるタウオパチーは、タウタンパク質の構造変化につながる遺伝子変異に基づいています。タウタンパク質は微小管の構造に不可欠であるため、特に中枢神経系（CNS）の領域で問題が発生します。ピック病、HDDD認知症、その他いくつかの病気は、タウタンパク質の沈着を引き起こす遺伝子変異にさかのぼることができます。最もよく知られているタウオパシーはアルツハイマー病です。