2017年度 第4回 細胞膜、細胞核、サイトゾル、細胞骨格


 今回は細胞の機能を考える上で不可欠な細胞膜とサイトゾルを中心に考えました。

 細胞膜の構造を理解することは単に細胞の内外の隔てる境界としてだけではなく、多くの細胞機能を考える上で非常に重要です。今後、細胞膜の果たしている機能を具体的に取り上げますが、構造が分かっていないと機能を理解することはできません。しっかりと復習しておくように。特に、脂質二重膜は、リン脂質分子の構造をよく理解した上で考えるようにしましょう。リン脂質という、両親媒性をもつ物質が膜の中心になっているということがポイントです。

 コレステロールの重要性も忘れてはなりません。ややもすると悪者一辺倒にされがちです。どんな生体物質であっても、必要以上の量が存在したり、代謝全体がアンバランスになれば、悪影響を及ぼします。

 取り上げたように、コレステロールは疎水性の化合物です。したがって、血液中を運搬されるにあたって、血漿に溶解した状態では運搬できません。リポタンパク質という、コレステロールとタンパク質の複合体の状態で運搬されます。他の科目で学ぶはずですが、いわゆる「悪玉コレステロール」とか「善玉コレステロール」と呼ばれているのは、このリポタンパク質のことであり、コレステロール自体をさしているわけではありません。「悪玉コレステロール」と呼ばれているのは低密度リポタンパク質(low density lipoprotein; LDL)で、「善玉コレステロール」と呼ばれているのは高密度リポタンパク質(high density lipoprotein; HDL)です。

 脂質については『生理学のための化学』でも詳しく取り上げました。脂質二重膜の構造についても合わせて触れていますので、各自でよく学習してください。

 細胞膜の機能を担っているのが膜タンパク質です。ここでは、膜にあるタンパク質がどのような配向、位置関係にあるのかだけを説明しました。ここの膜タンパク質の形、名称、機能は順に取り上げます。何度か振り返って見直す必要もあると思いますが、プリントの流動モザイクモデルの図がすぐに頭に思い浮かぶようにしておきましょう。

 細胞の図を見ていると、内部には核を含めて多くの構造物があります。来週の授業でそれぞれの小器官の構造と機能を取り上げますが、液体部分であるサイトゾルも忘れないようにしましょう。サイトゾルでは多くの化学反応が生じ、これらの反応抜きに細胞が生存することはできません。また、個々の細胞の独自の機能を発揮することもできません。例えば、赤血球は核もなければ、小器官もほとんどすべてを失っています。したがって、独特の形態を維持していますので、細胞骨格は存在しますが、サイトゾルを細胞膜が覆っているだけの細胞といってもいいほどです。そして、サイトゾルには莫大な数のヘモグロビンタンパク質があり(赤血球1個あたりおよそ2億8,000万個のヘモグロビンが存在する)、酸素を結合して運搬しています。また、水素イオンや二酸化炭素も含まれています。そして、以前に説明した緩衝作用に関わる重要な化学反応が生じています。