細胞生理学：構造、機能、行動の概要

生命の基本単位として、細胞は 原核生物と真核生物. 細胞生理学は、生体内の内部構造とプロセスに焦点を当てています。

除算からコミュニケーションまで、この分野はどのように研究します 細胞 生き、働き、そして死ぬ。

細胞生理学の一部は、細胞がどのように振る舞うかを研究することです。 細胞の構造、機能、行動の間には重要な関連性があります。 例えば、 オルガネラ 真核生物では、細胞が機能し、適切に動作するのを助ける特定の役割があります。

生理学と細胞生物学を理解するとき、細胞の振る舞いは理にかなっています。 協調行動 一緒に働かなければならない多くの細胞があるので、多細胞生物にとって重要です。 適切な細胞の振る舞いは、機能的な組織と健康な有機体を作成します。

しかし、細胞の振る舞いがうまくいかないと、ガンなどの病気につながる可能性があります。 たとえば、 細胞分裂 制御不能であると、細胞は増殖して腫瘍を形成する可能性があります。

セルは異なる場合がありますが、それらの多くが共有する基本的な動作があります。 それらが含まれます：

• 細胞分裂と成長。 細胞は時間とともに成長し分裂する必要があります。 有糸分裂と減数分裂は、細胞分裂の2つの最も一般的なタイプです。 有糸分裂 減数分裂は2つの同一の娘細胞を生成しますが、減数分裂は半分のDNAを持つ4つの異なる娘細胞を生成します。
• 細胞代謝。 すべての生物は生きるためにエネルギーまたは燃料を必要とし、代謝はそれらがこれを達成するのを助けます。 ほとんどのセルはどちらかを使用します 細胞呼吸 または 光合成、一連の化学プロセスです。
• セルラー通信。 生きている細胞は、多くの場合、情報を伝達し、生物全体に広める必要があります。 それらは、受容体またはリガンド、ギャップ結合または原形質連絡を使用して通信することができます。
• 細胞膜を隔てて。 細胞膜を隔てて材料を移動します 細胞膜. これは、アクティブまたはパッシブトランスポートにすることができます。
• 細胞の運動性。 運動性により、細胞はある場所から別の場所に移動できます。 彼らは泳いだり、這ったり、滑ったり、他の方法を使ったりするかもしれません。
  

細胞生理学と膜輸送を理解することは重要です。 生物は、細胞の内外や原形質膜の脂質二重層を越えて物質を運ぶ必要があります。

受動および能動輸送 細胞膜を隔てる2つの一般的なタイプです。 アクティブトランスポートとパッシブトランスポートの間にはいくつかの本質的な違いがあります。

受動輸送は、物質を動かすためにエネルギーを使用しません。 セルが使用する1つの方法は 拡散、そしてあなたはそれをに分割することができます シンプル または 促進 拡散。 物質は、高濃度の領域から低濃度の領域に移動する可能性があります。 浸透は、水を含む単純な拡散の例です。

単純拡散 原形質膜を通って濃度勾配を下って移動する分子を含みます。 これらの分子は小さく、無極性です。 促進拡散 似ていますが、膜輸送チャネルが含まれます。 大きくて極性のある分子は、促進拡散に依存します。

能動輸送 物質を動かすにはエネルギーが必要です。 ATPのようなエネルギー源のおかげで、分子は低濃度の領域から高濃度の領域への濃度勾配に逆らって移動することができます。 キャリアタンパク質はこのプロセス中に細胞を助け、細胞はプロトンポンプまたはイオンチャネルを使用できます。

エンドサイトーシス そして エキソサイトーシス 細胞内の能動輸送の例です。 それらは小胞内の大きな分子を動かすのを助けます。 エンドサイトーシスの間、細胞は分子を捕獲し、それを内部に移動させます。 エキソサイトーシスの間、細胞は分子をその膜の外側に移動させます。

細胞は信号を受信し、解釈し、応答することができます。 このタイプのコミュニケーションは、彼らが彼らの環境に反応し、多細胞生物内で情報を広めるのを助けます。 シグナル伝達は、細胞が環境または他の細胞からの特定の信号に応答できるようにすることで、細胞の挙動を導きます。

シグナル伝達 は細胞シグナル伝達の別の用語であり、情報の伝達を指します。 シグナル伝達カスケードは、刺激が細胞を開始した後に細胞内で起こる経路または一連の化学反応です。 シグナル伝達は、細胞の成長、動き、代謝などを制御できます。 しかし、細胞のコミュニケーションがうまくいかないと、ガンのような病気を引き起こす可能性があります。

セル通信の基本を理解することが重要です。 一般的なプロセスは、セルが化学信号を検出したときに開始されます。 これは、最終的に細胞がそれに反応するのを助ける化学反応を引き起こします。 望ましい結果につながる最終応答があります。

たとえば、細胞は体からもっと必要だという信号を受け取ります 細胞分裂. それは、細胞分裂を促進する遺伝子の発現で終わるシグナル伝達カスケードを通過し、細胞は分裂を開始します。

セル内の信号のほとんどは化学的です。 細胞にはと呼ばれるタンパク質があります 受容体 と呼ばれる分子 リガンド シグナリング中にそれらを助けます。

たとえば、細胞はタンパク質を細胞外空間に放出して、他の細胞に警告することができます。 タンパク質は2番目の細胞に浮かぶことができ、細胞には適切な受容体があるため、タンパク質がそれを拾います。 次に、2番目のセルが信号を受信し、それに応答できます。

動物細胞のギャップ結合と植物細胞の原形質連絡を見つけることができます。これらは細胞のコミュニケーションを助けるチャネルです。 これらのチャネルは近くのセルを接続します。 それらは小分子がそれらを通過することを可能にするので、信号は伝わることができます。

細胞は信号を受信した後、それらを解釈することができます。 これは、コンフォメーション変化または生化学反応によって起こります。 シグナル伝達カスケードは、細胞内で情報を移動させることができます。 リン酸化は、リン酸基を追加することによってタンパク質を活性化または非活性化することができます。

一部のシグナル伝達カスケードには、細胞内メッセンジャーまたはセカンドメッセンジャー（Caなど）が含まれます。²⁺、cAMP、NOおよびcGMP。 これらは、カルシウムイオンのような非タンパク質分子である傾向があり、細胞内に豊富に存在する可能性があります。

たとえば、一部の細胞にはカルシウムイオンに結合できるタンパク質があり、タンパク質の形状と活性を変化させる可能性があります。

細胞はさまざまな方法で信号に応答することができます。 たとえば、彼らはで変更を加える可能性があります 遺伝子発現 これにより、セルの動作が変わる可能性があります。

また、元の信号を受信して​​応答したことを確認するためにフィードバック信号を送信する場合もあります。 最終的に、シグナル伝達は細胞機能に影響を与える可能性があります。

細胞の運動性 それは生物がある場所から別の場所に移動するのを助けるので重要です。 これは、食料を手に入れたり、危険を回避したりするために必要な場合があります。 多くの場合、セルは環境の変化への応答として移動する必要があります。 細胞は這う、泳ぐ、滑る、または他の方法を使用する可能性があります。

ザ・ べん毛 そして 繊毛 細胞の動きを助けることができます。 べん毛または鞭毛のような構造の役割は、細胞を推進することです。 繊毛や髪の毛のような構造の役割は、リズミカルなパターンで前後に移動することです。 精子細胞にはべん毛があり、気道に並ぶ細胞には繊毛があります。

細胞シグナル伝達は、生物の細胞運動につながる可能性があります。 この動きは信号に近づいたり遠ざかったりする可能性があり、病気に関与する可能性があります。 走化性 より高い化学物質濃度に向かう、またはそれから離れる細胞の動きであり、それは細胞応答の重要な部分です。

たとえば、走化性は、癌細胞がより多くの成長を促進する体の領域に向かって移動することを可能にします。

細胞は収縮する可能性があり、このタイプの動きは 筋細胞. このプロセスは、神経系からの信号から始まります。

次に、細胞は化学反応を開始することによって応答します。 反応は筋繊維に影響を与え、収縮を引き起こします。