第4回 ATP、細胞膜と細胞核

最初に生体で生じるさまざまな化学反応でエネルギー源として利用されるアデノシン三リン酸について説明しました。ほぼすべての生体反応に関わっていると考えて差しつかえありませんが、具体的にどのような形で関わっているのかはその都度説明します。まずは名称と略号、そして、生体の化学反応でエネルギーを移動させるために必要であるということを頭に入れておいて下さい。

先週説明した、同化反応や異化反応でのエネルギーの移動もATPを介していることがほとんどです。

さて、これから本格的に生物あるいは人体に迫っていきます。生理学2では全身を循環する血液やその循環機能を担う心臓を中心とした循環器系(心臓血管系)を学んで「人体」と実感していることと思います。生理学Ⅰでは、階層性にしたがって生物あるいは人体を考えたときに、その基本単位となる細胞の構造と機能についての基本的な内容を確認します。すべての細胞に共通する性質を一通り考えられるようにしたいと考えています。

今回は、細胞の一般的な特徴と、細胞の基本的な構造である細胞膜と細胞核を取りあげました。

「増殖」と「分化」という言葉は普段はあまり使わないと思います。英語ではそれぞれ、proliferation、differentiationといいます。1種類・1個だった細胞がどのようにして300種類・60兆個になり、さらに、決められた構造と機能を必ず持ちうるのかはまさに「生命の神秘」であり、そのしくみを明らかにすることは生命科学の目標です。授業でもできるだけこうした問題に触れる機会をつくりたいと思います。

細胞を細胞外と隔てる細胞膜は単に「境界としての膜」であるというだけでなく、細胞が生きていく上で必要な多くの機能を備えています。この機能を考える上でも、今回説明した「脂質二重層」と「流動モザイクモデル」はどうしても理解しておく必要があります。

まずは、細胞膜の基本構造である脂質二重層とその大部分を占めているリン脂質分子の構造とその特徴をよく理解して下さい。細胞の内外は基本的には「水」です。したがって、この水との間の関係がどのようになっているのかを中心に考えてみるといいでしょう。

細胞膜が「なぜ」リン脂質やその尾部の周囲にあるコレステロールによってつくられているのか、その必然性については「生理学のための化学」でやや詳しく説明をしました。一度じっくりと読んで下さい。

細胞膜にあるタンパク質の存在様式はさまざまです。例えば、完全に埋没するような場合、細胞内外に貫通しているような場合、細胞の内側あるいは外側にだけ突き出ている場合、あるいは細胞膜の細胞内側や細胞外側にわずかに触れているだけという場合。プリントで名称を挙げた「内在性」、「膜貫通」、「膜周辺」など存在様式オwもン台にするときには区別するための名称を用います。授業では改めてこれらの名称を使って説明することはないかもしれませんが、自分で勉強するときの参考にして下さい。

細胞核についてはあまり説明できませんでしたが、プリントの説明と図によりながら「核膜」、「膜膜孔」、「染色質」を確認しておいて下さい。この後、細胞の分裂、DNAの複製や遺伝子発現について考えるときに細胞核に関する理解が必須です。