DNAを核に閉じ込めるための適応的利点は何ですか?

細菌、生物の遺伝物質、または DNA (デオキシリボ核酸)、細胞質内の「浮遊物」。細胞自体の外側の障壁によってのみ外界から分離されています。 あなたのような真核生物の細胞では、DNAは膜に結合した核に囲まれており、第2層の保護と機能の焦点の改善を提供します。

細胞の遺伝物質を保護二重原形質膜で囲むことは、 区画化. それ 真核細胞 細胞構造でこれを容易に呼び出すことができるのは、真核生物がサイズと全体的な多様性において原核生物をはるかに超えることを可能にした主要な構造的適応です。

原核生物対。 真核細胞

すべてのセルには4つの基本要素があります。 細胞膜 外側に、 細胞質 中のほとんどを埋めて、 リボソーム DNAの形でタンパク質と遺伝物質を合成するため。 原核生物は通常これより少し多く、少数を除いてすべてがこれらの単純細胞の1つだけで構成されています。 彼らが持っているどんな小さなDNAも細胞質のゆるいクラスターにあります。

真核細胞(すなわち、動物、植物、原生生物、真菌の細胞)には、上記のすべての含有物があり、次にいくつかが含まれています。 重要なことに、それらは、炭水化物分子を完全に分解するなど、重要で反復的な機能を実行する膜結合細胞小器官を含んでいます。

真核細胞は、生物および種内および生物間で互いに著しく異なる可能性があります。 たとえば、すべての真核生物は ミトコンドリア、しかし、わずかな例外を除いて、植物細胞だけが持っています 葉緑体。

なぜ核内のDNA?

真核細胞の区画化の利点を説明するように求められた場合、細胞の解剖学と生理学全般に関する基本的な知識があれば、簡単な作業ができます。

「区画化生物学」は、細胞が特殊な小さな機械(場合によっては生物全体)になることを可能にした進化の進歩です。

真核細胞は 膜結合オルガネラ 消化を実行し、食物からエネルギーを抽出し、新しく合成されたタンパク質を場所から場所へ移動するため。 これらのすべてが欠けていると、それらの原核生物の対応物は特定のサイズにしか成長できず、ほとんどの場合、全体として単一の細胞である以上に成長していません。

真核生物のゲノムの巨大なサイズは、その膨大な量のDNAに反映されており、細胞に収まるように非常にしっかりとパッケージ化する必要があります。 したがって、 真核細胞構築のこの側面をかなり引き締めます。

膜結合オルガネラ

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真核細胞でより顕著な膜結合細胞小器官のいくつかは次のとおりです。

ミトコンドリア. 好気性呼吸の反応が起こるのはここであるため、これらはしばしば細胞の「発電所」と呼ばれます。 これらの反応は、真核生物における圧倒的な量のエネルギー「創造」の原因です。

葉緑体。 植物細胞に見られる、 葉緑体 太陽光の力を利用して、環境中の二酸化炭素ガスから砂糖を製造します。

リソソーム。 これらはセルの「クリーンアップクルー」です(以下を参照)。

小胞体。 この膜状の「ハイウェイ」は、新しく作られたタンパク質をリボソームから ゴルジ体 および他の場所。

ゴルジ体。 これらの「嚢」は、細胞の周りでタンパク質を動かします 小胞体 そして彼らの究極の目的地。

リソソームと消化

リソソームは運ぶ 消化酵素 細胞の老廃物だけでなく、健康な細胞成分も分解することができます。 したがって、これらの酵素がリボソームで作られるとき、それらは途中で何も損傷することなくリソソームの最終的な家に移されなければなりません。

これらの酵素は、HAZMAT(有害廃棄物)が米国の高速道路や鉄道に沿って輸送されるのとほぼ同じ方法で細胞内で輸送されます。特別なラベルが付けられ、細心の注意が払われています。 リソソームの高酸性環境に入ると、これらは 酸性加水分解酵素 酵素は非常に効果的に機能します。

リソソームによる細胞内消化の3つの例:

  • 炭水化物、脂質、核酸、タンパク質
  • 「死んだ」オルガネラとその成分
  • 細胞外から取り込まれたバクテリアやその他の物質
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