細胞質の4つの主要な構成要素（図付き)

以下の点は、細胞質の4つの主要な構成要素を強調している。 部品は次のとおりです:1。 グラウンドプラズムまたは細胞質マトリックス2。 オルガノイドまたはオルガネラ3. 介在物またはエルガスティック物質4. 液胞

細胞質：コンポーネント＃1。 グラウンドプラズムまたは細胞質マトリックス:

光学顕微鏡では、groundplasmという用語は、プロトプラストの他の成分が懸濁されている細胞質の液体画分を指す。

超微細構造では、基底物質または細胞質マトリックスは、細胞質の粘性、均質、透明および透明な液体部分として定義される。 それは液体のような粘性流れおよび固体のような伸縮性がある変形両方が可能である珍しい特性を有する。

外膜近傍の細胞質マトリックスは固体のように密である傾向があり、一般にエクトプラズムと呼ばれるのに対し、細胞内部の細胞質マトリックスは、一般的に流体状態では、エンドプラズムと呼ばれる。

groundplasmには、電子顕微鏡の分解能限界を超えた多種多様な無機塩やイオン、炭水化物、タンパク質、脂肪、その他多くの有機物質が含まれています。 細胞質の原子の構造世界はまだ未知のままであり、探査が必要であるため、この均質な地上物質は依然として挑戦のままである。

オルガノイドまたはオルガネラ:

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オルガノイドやオルガネラとして知られている細胞質には、明確な構造と機能の様々な生体が懸濁しているのが見られます。 これらの細胞小器官は、様々な細胞質活性のための主要な部位である。 オルガネラは二つのタイプがあります: いくつかは細胞質の化学的作用または代謝に関係し、他のものは機械的作用に関係していた。

細胞質の化学作用に関係するオルガネラは以下の通りである：

(i)色素体（植物細胞のみ）、

(ii)ミトコンドリア、

(iii)ゴルジ複合体、

(iv)リボソーム、

(v)小胞体および

(vi)リソソーム、マイクロボディおよびペルオキシソーム。

細胞質の機械的働きに関係する他の種類のオルガネラは次のとおりです:

(i）微小管、

（ii）中心体（高等植物の細胞には見られない）、

（iii）鞭毛および繊毛。

A.色素体:

これらは、真菌および原核生物を除くすべての植物細胞に存在する着色または無色の細胞質体である。 これらの色素体の存在のためにのみ、植物細胞は様々に着色されている。

色ベースでは、これらの色素体は以下のタイプに分類することができます:

(i)ロイコプラストまたは白血球(無色)、

(ii)葉緑体(緑色),

(iii）発色体（緑色以外の色）。

色素体は、植物の花、果実、若葉の黄色、ピンク、赤の色を担当しています。 ロイコプラストは、デンプンを貯蔵する場合、アミロプラストと呼ばれることもある。 アミロプラストは、ジャガイモ塊茎のように、主に貯蔵器官の細胞に見出される。

色素体は一般的に、顔料と呼ばれるいくつかの種類の着色物質が存在するために着色されています。

いくつかの重要な顔料とそれぞれの色を以下に示します:

これらの顔料は色素体に見られます。 しかし、色素体には見られないが、細胞質の基底物質に溶解するアントシアニンなどの特定の色素がある。 いくつかの花や若い葉の葉の青、赤、ピンクの色は、アントシアニンの存在のために表示されます。

葉緑体はすべての色素体の中で最も重要であり、植物細胞における光合成の主要な部位である。 葉緑体は様々な形状および大きさのものである。 高等植物では、それらは一般的に両凸レンズのような形をしており、直径は4〜6μ、厚さは2〜3μである。

細胞内のそれらの数は、植物から植物へ、組織から組織へと変化する。 幼若細胞は通常、葉緑体を欠いているが、細胞が成熟するにつれて葉緑体が発達するプロプラスチドと呼ばれる微視的な体を含む。 葉緑体は、光に曝された細胞内でのみ発生する。

B.ミトコンドリア:

ミトコンドリアには、chondriochonds、chondriomes、mitosomes、chondriosomesなどの同義語がいくつかあります。 1880年に昆虫の筋肉細胞に顆粒状の構造を観察したのはKollikerでした。 Flemming(1882)はそれらをfilaと命名し、後にAltmann(1890)はそれらをbioplastsと命名した。

1897年、ベンダは細胞内で同様の物体を示し、それらにミトコンドリアという名前を割り当てました。 Lewis and Lewis(1914)はミトコンドリアが細胞の代謝活性に関与している可能性を示し、Hogeboom(1948)はミトコンドリアが細胞呼吸の主要な部位であることを示した。 植物細胞におけるミトコンドリアの存在は、1904年にF.MevesによってNymphaeaで最初に検出された。

ミトコンドリアは、すべての好気性細胞に事実上存在する。 それらは、細菌、他の原核細胞および多細胞生物の成熟赤血球には存在しない。

ミトコンドリアは単位膜の二つの層によって囲まれている。 内層は、ミトコンドリアの内腔に指状、板状または嚢状のプレートを形成するために陥入される。 これらの折り目やプレートはcristaeと呼ばれています。 外および内部の膜と中央スペース間のスペースは酸化酵素および補酵素を含んでいる粘性mitochondricalマトリックスで満ちています。

ミトコンドリアは、細胞質の基底物質に広く分布する無色の体である。 これらは染色プロセスによって他の細胞質成分と容易に区別される。 彼らは特別な汚れJanus greenによって選択的に染色されます。

ミトコンドリアは様々な形をしています。 それらは、原線維、球状、棒状および楕円形であり得、細胞の生理学的条件に応じて、ある形態から別の形態に変化し得る。

ミトコンドリアは、通常、diamで0.5μから1.0μまで測定し、40μまでの長さに達する。 それらは呼吸プロセスのKrebsの周期の酸化ステップに加わる多数の酵素を含んでいます。 アデノシン二リン酸（ＡＤＰ）やアデノシン三リン酸（ＡＴＰ）などの高エネルギーりん酸化合物も合成され，ミトコンドリアに貯蔵される。

分解後のこれらのリン酸化合物は、細胞質の多くの化学プロセスの完了に必要な膨大な量のエネルギーを解放する。 このため、ミトコンドリアは細胞の”パワーハウス”とみなされています。

いくつかの化合物の酸化は、そこに存在する酵素の助けを借りて細胞質の基底物質でも起こるため、それらは主要であるが唯一の酸化部位ではな 1.19).

C.ゴルジ複合体：

この細胞質オルガネラは、その発見者ゴルジにちなんで命名されています。 この構造は1898年に発見された。 ゴルジ体は唇軟骨症とも呼ばれます。 数年間、そのオルガネラの存在についてかなりの意見の相違があった。 初期の生物学者のほとんどは、それが固定または染色手順のアーティファクトであると信じていました。

1940年代初頭の位相差顕微鏡を用いた研究でもゴルジ体の存在が示された。 1950年代の細胞の薄い切片の電子顕微鏡写真の研究は、最終的に真核生物のすべての細胞にゴルジ体が存在することを疑いの余地なく証明した。 ゴルジ装置は原核生物には存在しない。

電子顕微鏡研究により、このオルガネラは、一連のコンパクトにグループ化された滑らかな輪郭を描いた膜で構成されていることが明ら

ゴルジ複合体の膜はリポタンパク質である。 ゴルジ複合体の機能は，蛋白質や酵素の貯蔵，細胞壁材料を含む多くの重要な材料の分泌である。

d.小胞体:

“小胞体”という用語は、Porter and Kallman(1952)によって導入されました。 Palade and Porter(1954)によって開発された極薄切片と改良された固定技術の使用によって、最終的に小胞体が膜に囲まれた多種多様な形状と寸法の空洞を提示したことが認識された。

小胞体は真核細胞にほぼ普遍的に見られる。 それは細菌およびmyxophycean細胞で欠けています。 それはcanaliculaeと呼ばれる相互接続された膜結合微細細管のシステムまたはネットワークです（Fig. 1.20). 明らかに、小胞体（ER）は中空系である。

時には、一方の側が原形質膜に、他方の側が核包膜に接続された連続系として現れることがあります。 この連続性は、細胞の薄い部分では認識できません。 小胞体の膜は、リボソームと呼ばれるリボヌクレオタンパク質の不透明な粒子の単層でちりばめられています。

細胞の特定の領域の小胞体にはリボソーム粒子が欠けている可能性があります。

機能:

小胞体の機能はまだ完全には理解されていません。 小胞体の管腔は、おそらく細胞質環境からミトコンドリアおよび細胞内の他の場所に位置する酵素機械に原料を運ぶためのシステムとして機能し、また、細胞全体の代謝産物の拡散のための経路を提供する。

運河は分泌物の輸送のためのチャネルとして作用する。 Palade(1956)は小胞体の空洞に分泌顆粒を観察した。

顆粒状小胞体の様々な分泌顆粒は、以下のように他の細胞小器官に輸送される：

顆粒状ER→無顆粒状ER→ゴルジボディのcistemae→分泌顆粒

小胞体は、細胞内の超 小胞体は、様々な酵素活性のための増加した表面を提供する。 それは様々な代謝反応を行う多くの酵素を含んでいます。

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ミクロソームは、小さなリボソーム粒子を含浸させたリポタンパク質の薄い表面膜によって囲まれた小さな小胞として記載されている細胞質内の特 これらは、エルガストプラズムの管腔が小さな球に分割されたときに発達したと考えられている。

ミクロソームは細胞質に散在している。 これらのRNAの豊富なボディは蛋白質の統合のための主なサイトであり、膜はステロイドの統合にかかわります。

g.リソソーム、マイクロボディおよびペルオキシソーム:

動物細胞の細胞質マトリックスには、通常、単一の表面膜によって囲まれ、加水分解酵素を含む様々な形状の体が見出される。 これらはリソソームと呼ばれています（図1）。 1.19). リソソームは1955年にde Duveによって初めて報告された。

1964年、P.Matileは真菌Neurosporaにおけるリソソームの発生を実証した。 リソソームはゴルジ複合体に由来する。 リソソームは本質的に溶解性であり、細胞内物質の消化に関与している。

リソソーム膜の機能は、加水分解酵素を細胞の他の部分から分離し、細胞を自己消化から保護することである。 細胞が死んでいるようになるときリソソームは急速に細胞を消化する酵素を解放します。 植物細胞のリソソームは、様々な加水分解酵素を含む膜結合貯蔵顆粒であり、それらはスファエロソーム、アリューロン粒および液胞からなる。

h.微小体:

多くの細胞の基底部には、0.2-1の可変サイズの球状または卵形膜結合体が見出される。マイクロボディと呼ばれる直径5m μ。 これらのボディは単一ユニットの膜によって囲まれ、密なか結晶材料、マトリックスを含んでいます。 最近それらは過酸化水素の新陳代謝のための酵素の特にカタラーゼ、オキシダーゼおよび酵素を含んでいるために見つけられました。

I.リボソーム：

細胞の細胞質には、リボ核酸（RNA）とタンパク質からなる粒子が存在する。 これらはリボソームと呼ばれます。 これらの粒子は細胞質内で自由に生じ、また小胞体の膜に付着したままである。

リボソームの大きさは多少異なり、細菌、葉緑体およびミトコンドリアでは約150Å、真核生物の植物および動物細胞の細胞質では140-200Åである。 各リボソームは、40sサブユニットと呼ばれる小さなサブユニットと、60sサブユニットと呼ばれる大きなサブユニットの2つのサブユニットで構成されています。

リボソームは、より大きなサブユニットによって小胞体の膜と結合したままである。 小さなサブユニットは、キャップのような構造を形成する大きなサブユニットに取り付けられたままです。 リボソームはタンパク質合成の主要な部位である。

j. 微小管：

微小管と細胞質フィラメントは、植物細胞と動物細胞の両方の多種多様な細胞質に最近発見されているため、真核細胞の普遍的な構成要素と考えられるようになりました。 細胞質フィラメントは、長さが不明確で、厚さが40-50Åのロッドである。 このようなフィラメントは、未分化の植物細胞の大部分で観察される。

糸状系は、化学エネルギーを仕事に変換し、急速な細胞質ストリーミングをもたらし、強さを提供する機械的機械の一部を形成すると考えられています。 それらはまっすぐで長さが不定であり、中空の外観を有する。 それぞれの微小管は、約10〜14個の縦方向の微小フィラメントの集合体である（図10）。 1.21).

細胞質フィラメントの形成に関与するサブユニットは、最初にマイクロフィラメントを形成することなく、直接微小管を形成するような方法で凝集することができる可能性もある。 電子顕微鏡研究は、これらの細胞質細管の構造に多くの光を投げています。

それらは、小胞体、ゴルジ体などの他の管状構造とは異なる。 微小管は、外径が約200Åから270Åであり、厚さが約50Åから70Åの電子密度の高い壁を有する。 それらは回転状態にあります。 それらは核紡錘体、キネトソームおよび繊毛に存在する。

したがって、フィラメントのように、微小管は運動の機械に関与しているようです。 これらの細管はまた、細胞の形状を維持する上で重要な役割を果たす。 したがって、フィラメントのように、微小管は、細胞質マトリックス中の細胞骨格の一部を形成する。 これらの尿細管の他の機能はまだ発見されていません。

k.中心体：

いくつかの下級植物およびすべての動物の細胞では、核に非常に近い細胞質に放射構造が発生します。 それは中心体と呼ばれています。 中心体という用語は、1888年にT.Boveriによって造語されました。 これは、放射システム、アスターまたはアストラル光線、および顆粒のペア、中心小体またはジプロソームからなる（図。 1.19).

セントリオールは独立した自己複製体であり、長さは300-500m μ、直径は150m μ-160m μである。 それらは互いに90°の角度を形成する。 細胞の超微細構造から，セントリオールは，密な非晶質マトリックス中に埋め込まれたロドレットまたはフィブリルの等間隔の九つの縦方向に配向した三重項からなる小さなバレル状の円筒であることが分かった。

セントリオールの一方の端は閉じているように見え、もう一方の端は開いているように見えます。

各三重項の最も内側の単位は亜原繊維Aと指定され、他の二つの亜原繊維BとC.3つの亜原繊維はすべて微小管が密な縁と密度の低い中心を持ち、中空の外観を与えている。 実際、それらが細管であるのか、高密度の皮質と軽い内部を有する固体繊維であるのかは確立されていない。

九つの三重項のサブ原繊維Aは、直径約150m μの円の円周上に等間隔に配置され、各三重項は、そのサブユニットの中心を通る線が約30°の角度を作り、サブ原繊維Aの中点でこの円に接するように傾斜している。

セントリオールの壁にあるフィブリルの配置は、花火の風車の推進剤のセットに似ている。 サブフィブリルAには二つの短い発散アームが設けられている。 半径に沿って内側に向けられた二つの腕の一つは、中心の中心に向かって指す自由端を有し、外側に向けられたもう一つの腕は、次の三重項のサブフィブリルCとaを接続する。

連続する三重項は、このようにして、セントリオールの円周の周りに、一連の細い線形密度によって、サブフィブリルA Fig Cと一緒に連結されている（Fig. 1.22).

セントリオールの内部は、通常、低密度の均質な細胞質で満たされていますが、一つ以上の小さな緻密な顆粒を含むことが 時には、繊維状の腕または微小管もそれらから放射する。 いくつかの細胞型では、中心小体の周りに二つ以上の中心小体構造または衛星が展開されている。 これらは様々な形を取る。

最近、中心小体にDNAとRNAの存在が注目されています。 おそらく、セントリオールの合成のための情報は、約2X10-16gmの重量を有する単位を含む小さなDNAから得られる。

L.機能:

中心体は細胞内で機械的機能を果たします。 核分裂の開始前に、中心体は2つに分割される。 二つの中心体は、それらが有糸分裂装置の形成に関与し、核分裂中に染色体の分離を指示している核の二つの反対の極に移動します。

M.鞭毛および繊毛:

繊毛と鞭毛は急速に鼓動し、細胞質から収縮した糸状のプロセスが出てきます。 最近、電子顕微鏡で調べたところ、植物界と動物界全体の繊毛と鞭毛が同一の構造を示すことが判明しました。

繊毛は、先端で先細りになった長い円筒状のプロセスとして定義されており、マトリックスに埋め込まれ、細胞膜が適切な基部で連続する毛様体膜に囲まれている軸方向のフィラメント複合体で構成されている。

繊毛と鞭毛の間に基本的な構造的な違いはありませんが、

(i)鞭毛は各細胞では数が少ないが、繊毛は細胞ごとに数が多い。

(ii)鞭毛は細胞の大きさに比例して長いのに対し、繊毛は小さい。 繊毛の軸は直径0.2-0.25μ、5-10μである。 長い。 鞭毛はこの長さから150μ以上までの範囲である。

(iii)鞭毛は独立して拍動し、起伏運動を示す一方、繊毛は調整されたリズムで拍動し、掃引または振りストロークで移動する傾向がある。

鞭毛と繊毛は、一定数の内部線維または微小管からなる”軸線維複合体”を有し、そのうち2つは中心にあり、9つの等間隔の微小線維は2つの中心線維（9+2）の周りに配置されたままである。 これらの11本の小繊維は、液体の粘稠度のマトリックス中に埋め込まれたままであり、厚さ90Åの単位膜に封入されている（図10）。 1.23).

軸-繊維複合体の二つの中心線維は一重項状態にある。 それらは、断面が約円形であり、直径は240A、中心から中心まで約360Aである。 それらは縦方向断面に螺旋状の組成を示す中央シースによって包まれている（図。 1.24). それらにより密な外の地域および軽い中央中心を持っている管状の出現があります。

9つの末梢原線維は、2つの中心原線維とは異なる（すなわち、それぞれが2つの亜原線維で構成される）。 それらは横断面のおよそ38aによって260Aを測定する。

サブフィブリルAは円形のプロファイルを持ち、サブフィブリルBはクレセントリックであり、サブフィブリルAの壁のセクターを共有しています。とができる。 および1.25）。

サブフィブリルAは、次の二重項のサブフィブリルBに向かって突出する2つの短い腕を有する。 ギボンズは、これらの腕は、彼が機械的な仕事の生産に関与しているように見えるdyneinという名前のタンパク質で構成されていることを実証しました。 いくつかの細胞型の繊毛におけるサブフィブリルＡの内部は、サブフィブリルＢのそれよりも暗いように見える。

毛様体細胞腫または細管と細胞質微小管は外観および寸法が類似しており、細胞質微小管と同様に毛様体微小管は約10-14個の細胞質フィラメントで構成されている。 繊毛と鞭毛の両方の微小管複合体は、セントリオールと同じ構造を有する中空円筒である基底体または基底小体のその基部で終わる。

繊毛と鞭毛の基底体は、中心小体の重複によって生じると考えられている。 セントリオールの複製方法は全く知られていないが、染色体の複製方法のように、セントリオールは細胞の表面膜に向かって移動し、基底体またはキネトソームを形成し、繊毛または鞭毛を生じる。

繊毛または鞭毛の基部に位置する基底顆粒も2つに分割することができ、各娘顆粒は場合によっては新しい繊毛または鞭毛を産生することがで

毛様体の構造は毛様体拍動と密接に関連している。 毛様体拍動の方向は、二つの中心細管を結ぶ線に垂直である。

エルゴスティック物質または細胞質介在物：

細胞質の基底物質には、細胞質介在物と呼ばれる多くの非生物体が見られる。 これらの物質は、代謝の結果として形成され、例えば、炭酸カルシウム、シュウ酸カルシウム、でんぷん粒、タンパク質、顔料、タンニン、樹脂および油滴のような顆粒または結晶の形態で蓄積される。

液胞:

細胞質の基底物質には、生きている成分に加えて一つ以上の液胞が見られることがあります。 液胞を細胞小器官として扱うべきかどうかは議論の余地のある問題です。 液胞は液胞膜またはトノプラストを有し、液胞液で満たされている。

液胞が膜または細胞質界面によって区切られているかどうかはまだ未解決の問題です。 いくつかの液胞は小胞体によって形成された滑らかな壁の小胞を表し、線維拡張を有するようである。、小胞体は液胞の膜に寄与する。

この見解は、液胞が小胞体または核膜のいずれかとの連続性を欠いていることを根拠に疑問視された。

第二の思想派は、液胞はゴルジ装置から派生していると主張している。 大麦シュート頂点の細胞における空胞の発達は、第二のビューをサポートしています。 液胞は、より小さなものの単純な融合によって体積が増加する。

一方、Mollenhauerと彼の仲間(1961)は、根冠の細胞における異なるタイプの液胞の発達を示唆している。 これらの細胞のゴルジ装置は、材料を細胞の周辺に輸送するのに役立つ小さな小胞を産生することが見出されている。 処分後の液胞の材料は細胞壁の組成に入り、液胞膜は原形質膜と融合する。

液胞は、植物と動物の両方の細胞に共通して発生しています。 いくつかの原始的な単細胞生物では、液胞は食物粒子を含み、したがってそれらは食物液胞と呼ばれる。 これらのキャビティは収縮および拡張の特別な特性を持っています。

彼らは過剰量の水と老廃物を細胞質から送り出すので、細胞内の明確な内圧を維持します。 液胞の液体部分、いわゆる液胞液は、決して生きている物質ではありません。 それは顔料、砂糖、尿酸等を含む溶ける無駄の水っぽい解決です。