DNAのない細胞には、その消滅を早める可能性のある多くの制限があります。 細胞は、本質的な生命機能を実行し、遺伝物質を伝達し、適切なタンパク質を組み立て、変動する環境条件に適応するためにDNAを必要とします。 一部の高度に特殊化された細胞は、ヘモグロビンや二酸化炭素の運搬などの特定のタスクをより効率的に実行するために核を脱落させます。 成熟赤血球のような無核細胞は、環境毒性の影響を受けやすく、寿命が比較的短いです。
DNAとは何ですか?
デオキシリボ核酸(DNA)には、生物の遺伝暗号命令が含まれています。 DNAは、水素結合を介して対になって接続するアデニン、シトシン、グアニン、およびチミンの塩基で構成されています。 糖分子とリン酸分子に結合したアデニン(A)とチミン(T)のような相補的な塩基対はヌクレオチドと呼ばれます。 ヌクレオチドの長い鎖は、1952年にロンドンのキングスカレッジの科学者であるジェームズワトソン、フランシスクリック、ロザリンドフランクリン、モーリスウィルキンスによって発見された今では有名な二重DNAらせんを形成しています。
真核細胞はDNAを複製し、細胞が有糸分裂または減数分裂の過程で分裂するときにコピーを共有します。 減数分裂には、細胞分裂中にDNAの断片が1つの染色体から切り離され、一致する染色体に再付着する追加のステップが含まれます。 分裂した染色体は細胞の両端に引っ張られ、核膜はクロマチンの周りで再形成されます。
核内のDNA
ニュークリアスは、命令をコマンドユニットに渡す最高司令官として機能します。 核に収容されたDNAは、生物が必要とするタンパク質をコード化するためのすべての指示を提供します。 核を失うと、細胞内で騒乱が起こります。 明確な一連の指示がなければ、典型的な体細胞は次に何をすべきかわからないでしょう。
細胞はまた、細胞膜を横切る物質の動きを調節するのを助けるために核を必要とします。 分子は、浸透、ろ過、拡散、能動輸送によって前後に移動します。 さまざまな種類の小胞も、細胞内外に物質を移動させる役割を果たします。 ショーを実行している核がないと、細胞が崩壊したり、膨張して破裂したりする可能性があります。
DNAが核を離れることができないのはなぜですか?
核膜は、核内のDNA(クロマチン)を囲い込む二重膜構造です。 間期の間、核は栄養素を調達し、DNAの複製に最適な環境を提供します。 細胞が分裂を開始する準備ができると、核膜が分解し、染色体を細胞質に放出します。 DNAは、種の繁殖に必要な生物の全ゲノムを含んでいるため、核内で保護および保護されています。
すべての細胞にDNAが必要ですか?
DNAなしで生命は存在できますか? ウイルスは生きていますか? 腫瘍細胞は生きていますか? これらの質問に答えるには、人生の意味についての理解と合意が必要ですが、不可解な哲学的な意味ではありません。 による NASA宇宙生物学者、「生命はダーウィンの進化が可能な自立した化学システムです。」 しかし、生命の定義は異なり、たとえば、RNAのみを含むウイルスの分類方法に影響を与えます。
真核細胞は核内にDNAを含み、通常の操作手順を監視します。 細胞分裂の目的は、成長して増殖することです。 進化と適応は、DNAヌクレオチドのユニークなペアリングから生じます。 DNAのない細胞には、伝達する遺伝物質がありません。
メッセンジャーRNA(mRNA)は何をしますか?
メッセンジャーリボ核酸(mRNA)分子は、核DNAと細胞の残りの部分の仲介役として機能します。 名前が示すように、mRNAはDNAの一部をコピー(転写)し、細胞小器官に読み取り可能なメッセージを送信して、特定の種類のタンパク質をいつ分割または組み立てるかを通知します。 細胞が核とDNAを失った場合、細胞は最終的に弱まり、免疫系のマイクロファージをむさぼり食うことに注意を向けます。
細胞の基本的な部分:真核生物
真核細胞はDNAを含む核を持っています。 定義上、真核生物はDNAなしでは存在しません。 核に加えて、真核生物には、合図で機能する多くの種類の細胞小器官が含まれています。
- ザ・ 小胞体 (ER)は核に付着した折り畳まれた膜です。 外層はでこぼこのリボソームで覆われているため、ラフERと呼ばれます。 タンパク質分子は、粗い小胞体と小胞体の滑らかな内層の間にまとめられます。 小胞は新しく組み立てられたタンパク質をに移動します ゴルジ体 さらなる処理と配布のために。
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リボソーム 小さいですが重要なタンパク質構造です。 リブソームは、DNAからコピーされたメッセンジャーRNAを解読し、処方されたアミノ酸を正しい順序でまとめます。 核小体で形成された後、リボソームは細胞質内を浮遊するか、粗面小胞体に結合します。
- ザ・ 細胞質 は、化学反応を促進するセル内の半流体液体です。 繊維状タンパク質でできている細胞骨格は、細胞小器官を細胞質に配置するのに役立ちます。 染色分体は有糸分裂で凝縮し、細胞質内の微小管からなる紡錘体によって引き離される前に、細胞の中央に沿って整列します。
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液胞 食品、水、廃棄物を一時的に保持するセル内の保管ポーチです。 植物には、水を蓄え、水圧を調節し、細胞壁を強化する大きな液胞があります。
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ミトコンドリア 一般的にセルの発電所として知られています。 アデノシン三リン酸(ATP)エネルギーは、細胞呼吸によって生成されます。 エネルギーを必要とする細胞には、ミトコンドリアが多数含まれています。
細胞の基本部分:原核生物
原核細胞のDNAは核様体領域にあります。 原核生物のDNAと細胞小器官は膜に囲まれていません。 タンパク質を産生するリボソームは、細胞質の主要な細胞小器官です。 細菌は原核生物の生命体を例示しています。 いくつかは感覚細胞小器官である鞭毛のようなべん毛を持っています。
DNAはどこにありますか?
ほとんどのDNAは核(核DNA)にありますが、ミトコンドリア(ミトコンドリアDNA)にも少量存在します。 核DNAは細胞代謝を調節し、遺伝物質をある分裂細胞から次の細胞に伝達します。 ミトコンドリアDNAはタンパク質を合成し、酵素を作り、それ自体を複製します。 原核細胞にもDNAが含まれていますが、核膜や核膜はありません。
なぜ細胞は核なしでは生き残れないのですか?
細胞は、体が心臓と脳を必要とするのと同じ理由のいくつかのために核を必要とします。 核は細胞の日常の操作を管理します。 オルガネラは核からの指示が必要です。 核がなければ、細胞は生き残り、繁栄するために必要なものを手に入れることができません。
DNAのない細胞は、与えられた1つのタスク以外の多くのことを行う能力を欠いています。 生物は、タンパク質や酵素を導くためにDNAの遺伝子に依存しています。 原始的な生命体でさえ、DNAまたはRNAを持っています。 人体の46本の染色体の中にはおよそ 人間の組織の何兆もの細胞の原因となるDNAの20,500の遺伝子、 による 遺伝学ダイジェスト.
DNAと細胞の分化
すべての生物は、ニューロン、白血球、筋肉細胞など、さまざまな種類の細胞に特化した小さな細胞球から始まります。 最初は、すべての細胞が何をすべきかを伝えるために核を必要とします。 指示には、プログラムされた死を含めることもできます。 たとえば、髪、皮膚、爪はケラチンで満たされた死んだ細胞です。
生殖または治療のクローニングには、卵細胞の核を取り除き、それを体細胞ドナー細胞の核に置き換えることが含まれます。 次に、セルは電気的または化学的にジャンプスタートされます。 注意深く制御された条件下で、細胞は成長し、ドナーのDNAを保有する新しい器官、組織、または生物に分化します。
核のない細胞の感受性
成熟した赤血球や皮膚や腸の上皮細胞は、廃棄物の運搬や環境毒素との接触により、摩耗、損傷、突然変異を起こしやすい傾向があります。 当然のことながら、核を持たない細胞は他の種類の細胞よりも早く死滅します。 そのような細胞に核がないことは保護因子を提供します。 これらの細胞が核を持っている場合、染色体損傷の確率はより高く、おそらく致命的です 生命を脅かす突然変異を分裂させて受け継ぐことを許された場合、生物は病気を引き起こし、 腫瘍。
精子と卵子:核機能(減数分裂)
DNAがなければ、細胞は繁殖できず、それは種の絶滅を意味します。 通常、核は染色体DNAのコピーを作成し、次にDNAのセグメントが再結合し、次に染色体が2回分裂して、4つの半数体の卵子または精子細胞を形成します。 減数分裂の間違いは、DNAの欠落や遺伝性疾患を伴う細胞をもたらす可能性があります。
植物細胞がDNAを必要とする理由
動物細胞と同様に、植物細胞はDNAを含む膜で囲まれた核を持っています。 さらに、植物にはクロロフィルが含まれています。クロロフィルは、光合成や食物エネルギーの収穫に使用するために太陽エネルギーを取り込みます。 次に、植物は残りの食物網のために食物を生産します。 植物はまた、酸素を放出し、大気中の二酸化炭素を吸収することによって環境を強化します。
核の存在は、植物が個体群の安定性を再現し維持することを可能にします。 植物が細胞の活動を指示する核を持っていなかったら、彼らは食物を製造することができなかったでしょう。 その結果、植物は死んでしまいます。 同様に、草食動物の食料源が排除された場合、草食動物は危険にさらされることになります。
植物細胞のDNAと生物多様性
生物多様性は、多細胞生物の種の生存の鍵です。 気候変動や病気の媒介生物が特定の地域で隔離された種の生存を突然脅かす場合、植物種は新しい家に移動することはできません。 減数分裂における遺伝子組換えを通じて、特定の植物をその独特のゲノムのおかげでより硬く、より抵抗力のあるものにする遺伝的変異が集団内に存在します。 同じ種類の植物は一見同じように見えるかもしれませんが、訓練された目には通常、小さいながらも大きな違いが見られます。
たとえば、並んで成長している一見同じように見える2つの植物は、その独特の遺伝子型のために、平均的な葉のサイズ、静脈、および根の構造にわずかな違いがある場合があります。 このような微妙な違いは、環境条件が変化した場合に役立つか、有害になる可能性があります。 たとえば、干ばつの期間中、植物はより高い水分蒸発率に直面します。 たとえば、ひどく縞模様の小さな葉を持つ植物は、乾燥した状態で生き残り、繁殖するのにより適している可能性があります。
細胞DNAのウイルスハイジャック
ウイルスは、宿主細胞のDNAに深刻な脅威をもたらす可能性があります。 ウイルスは、ウイルスのDNAまたはRNAの分子を宿主細胞に注入することにより、その宿主に感染します。 ウイルスDNAは、細胞自身ではなくウイルスタンパク質のコピーを生成するように細胞に命令し、複製を続けるウイルスをさらに作成します。 最終的に、細胞は破裂して死に、ウイルスが広がり、何度も分裂する可能性があります。 水痘やインフルエンザなどの一般的な病気は、抗生物質に反応しないウイルスによって引き起こされます。
DNAテストの質問
細胞生物学と分子生物学を研究する学生は、細胞周期のすべての段階におけるDNAの役割と重要性をしっかりと把握している必要があります。 DNAがなければ、生物は成長できませんでした。 さらに、植物は有糸分裂によって分裂することができず、動物は減数分裂によって遺伝子を交換することができなかった。 ほとんどの細胞は、DNAのない細胞ではありません。
テストの質問の例:
その核とDNAが欠落している場合、 植物細胞 することができないだろう これ 次のうち?
- 細胞周期を完了します。
- 大きくなります。
- 有糸分裂で割る。
- 上記のすべて。
その核とDNAが欠落している場合は、 動物細胞 することができないだろう これ 次のうち?
- 細胞周期を完了します。
- 大きくなります。
- 減数分裂で割ります。
- 上記のすべて。