生物　第２章　細胞と分子

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• 細胞

  生物の体を構成する構造的・機能的な基本単位
• 細胞の構成物質

  水、タンパク質、脂質、炭水化物、核酸、無機塩類
• 細胞の構成物質　水

  水素結合をつくることで、凝縮力が強く比熱が大きい→植物の体内での水の上昇、動物の体内の急激な温度変化を防ぐ　水は極性を持つ→極性をもつ多くの有機物や金属イオンは良く溶ける「さまざまな物質の化学反応の場」
• 細胞の構成物質　タンパク質

  DNAに存在する遺伝情報により合成。細胞に多く含まれ、酵素・抗体・ホルモンなどの成分になる
• 細胞の構成物質　脂質

  リン脂質（細胞膜）や脂質（エネルギー源）など
• 細胞の構成物　炭水化物

  セルロース（植物細胞の細胞壁の主成分）、エネルギー源
• 原核生物

  1~10㎛程度　細胞小器官はない　細胞膜と細胞壁をもつ　細菌（バクテリア）とアーキア（古細菌）に分類できる
• 真核細胞

  10~100㎛程度　細胞小器官をもちそのあいだをサイトゾル（細胞質基質）が満たす。
• 核

  二重の膜からなる核膜でできた細胞小器官。核の内部には、クロマチンと数個の核小体が存在。核膜には核膜孔があり、サイトゾルと内部が繋がる
• 小胞体

  一枚の膜からなる。核膜の外側の膜と直接繋がる細胞小器官。　リボソーム(rRNA(リボソームRNA）とタンパク質からなる、膜構造をもたない構造体）が多数付着する粗面小胞体(タンパク質の合成・輸送）と付着していない滑面小胞体(物質の代謝)がある。
• ゴルジ体

  一枚の膜からなる。袋状の膜構造が層状に重なった細胞小器官。リボソームで合成されたタンパク質をリソソームや細胞外に輸送。粘液やホルモン、消化酵素などを分泌する細胞でよく発達する。
• リソソーム

  一枚の膜からなる。ゴルジ体から生じる細胞小器官。ゴルジ体から輸送された分解酵素を含む。オートファジー（自食作用）（不要になったタンパク質や細胞小器官を取り込んで分解するはたらき）にかかわる
• ミトコンドリア

  二重の膜を持ち、核とは別のDNAを持ち、細胞内で分裂して増殖する。呼吸（酸素を用いて有機物を分解しATPを得る）にかかわる細胞小器官。筋細胞などエネルギーを多量に必要とする細胞に多い。
• 葉緑体

  二重の膜を持ち、核とは別のDNAを持ち、細胞内で分裂して増殖する。光合成（光エネルギーを利用してATPを合成し、有機物を合成するはたらき）にかかわる細胞小器官。
• 細胞骨格

  サイトゾルに存在。タンパク質でできた繊維状の構造体。細胞の運動や、細胞の形・細胞内の構造を支えるのに働く。
• 細胞骨格　アクチンフィラメント

  アクチンが鎖状に繋がってできた直径7㎚の線維（一番小さい）運動→筋収縮や細胞の外形が変化するアメーバ運動、細胞分裂時のくびれ込みなどの細胞運動にはたらく
• 細胞質流動（原形質流動）

  植物細胞でみられる、細胞内を葉緑体などの細胞小器官が方向性をもって流れる現象。アクチンフィラメントの上を細胞小器官が移動することで起きる
• 細胞骨格　微小管

  αチューブリンとβチューブリンの二つのタンパク質が結合したものが鎖状に結合したものが13本集まってできた直径25㎚ほどの中空の管。（一番太い）運動→細胞の運動だけでなく、細胞小器官の移動や物質輸送の際のレール、鞭毛や繊毛の動きにも関連
• 細胞小器官　中間径フィラメント

  おもに動物細胞でみられる（細胞壁の代わりに発達）細胞骨格。直径8～12㎚ほどで、極めて強度が高い。支える→細胞核や核酸の内側に位置し、細胞や核などの形を保つ役割を担う。
• 中心体

  動物細胞やコケ・シダ植物の精子をつくる細胞でみられる、一対の中心小体（微小管が三本一組となったものが9組、環状に並んだ構造体）からなる構造。微小管を形成する起点として働く。動物細胞の細胞分裂では間期に複製された中心体の周辺から多数の微小管（紡錘糸）が伸び、紡錘体が形成。染色体の動原体と呼ばれる部位で紡錘糸と結合。細胞の遊泳運動にはたらく鞭毛や繊毛の形成にも関与
• 生体膜

  細胞膜や細胞小器官の膜の総称。リン脂質が多数に集まって形成。リン脂質は疎水基と親水基を持つ。
• 流動モザイクモデル

  リン脂質が固定されておらず流動的に動く→リン脂質の二重層にモザイク状に含まれるたんぱく質も比較的自由に動くことができる。このような生体膜の構造様式
• エキソサイトーシス

  小胞と細胞膜の融合による細胞外への物質の分泌
• エンドサイトーシス

  小胞と細胞膜の融合による細胞内への物質の取り込み
• オートファゴソーム

  細胞内で分解する物を取り囲む二重膜の膜構造。リソソームと融合し、オートファジー（自食作用）を行う
• タンパク質の種類

  約10万種類ほど、ヒトの遺伝子は約2万個ほど。
• タンパク質の構造

  多数のアミノ酸が鎖状に繋がった構造。アミノ酸は炭素原子にアミノ基(-NH₂)とカルボキシ基(₋COOH)と水素原子が結合し、残りの一カ所には側鎖（20種類）とよばれる原子団が結合。
• 必須アミノ酸

  その動物の体内で十分な量を合成できず、食物として摂取しなければならないアミノ酸。人の必須アミノ酸：バリン、ロイシン、イソロイシン、メチオニン、フェニルアラニン、トリプトファン、トレオニン、リシン、ヒスチジン
• 一次構造

  タンパク質の基本構造。20種類のアミノ酸の並びは、タンパク質の立体構造に影響を与える
• 二次構造　αヘリックス構造

  水素結合によってつくられる。側鎖が外側に向いた状態で、らせん状の構造をとった
• 二次構造　βシート構造

  水素結合によってつくられる。ポリペプチド同士が平衡に並び、隣同士で水素結合してびょうぶ型型に折れ曲がった
• 三次構造

  部分的にαヘリックス構造やβシート構造という立体構造をつくる。このような立体的になったタンパク質全体の構造。
• 四次構造

  複数のポリペプチドが組み合わさった構造
• S-S結合(ジスルフィド結合）

  硫黄同士の結合。システイン（硫黄を含むタンパク質）で起こる。タンパク質が固有の構造をとるのに重要な役割をする。
• タンパク質の変性

  タンパク質の性質や機能の変化
• タンパク質の失活

  変性によって、タンパク質がそのはたらき（活性）を失うこと
• フォールディング

  ポリペプチドが折りたたまれ、タンパク質の立体構造が形成されること
• シャペロン

  ポリペプチドが正しく折りたたまれるように補助するタンパク質。折りたたみが不安定なものや、熱で変性したタンパク質を再び折りたたんで正常に働くようにするなど、タンパク質の立体構造を安定化するはたらきをもっている
• 酵素

  生体ではたらく触媒(それ自体は変化せず、化学反応を促進させる物質）。タンパク質。
• 酵素の特性　基質特異性

  酵素はそれぞれ特有の活性部位（基質（酵素が作用する物質）と結合する部分）があり結合して酵素ー基質複合体を形成する。→特定の基質にしか作用しない
• 補助因子

  酵素と結合することで、酵素が活性をもつ有機物や金属。NAD⁺(ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド)やFAD(フラビンアデニンジヌクレオチド)など酸化還元反応における電子輸送体として重要な役割を担うものも
• フィードバック調整

  最終産物が代謝経路の初期段階の反応に作用する酵素にはたらいて、反応系全体の進行を調節することで最終産物の量を調整する仕組み
• フィードバック阻害

  最終産物が反応系の初期に作用する酵素の働きを阻害することで、反応系の進行を阻害し、最終産物の生成量を減らす
• アロステリック酵素

  活性部位以外に、特定の物質が結合する部位（アロステリック部位）を持つ酵素
• アロステリック効果

  アロステリック部位に他の物質が結合することによって、酵素の立体構造が変化し、酵素の活性が変化すること
• 非競争的阻害

  アロステリック酵素による阻害のように、酵素の活性部位以外の部分に阻害物質が結合することによる酵素反応の阻害
• 競争的阻害

  基質とよく似た構造をもつ物質が基質と酵素の活性部位を奪い合うことで起こる酵素反応の阻害
• 濃度勾配

  物質の濃度差
• 選択的透過性

  特定の物質を透過させる性質
• チャネル

  おもにイオンのような小さいが電荷をもった物質の通路。水分子のチャネルはアクアポリン
• 受動輸送

  濃度勾配に従った輸送
• 担体

  アミノ酸や糖など比較的低分子で極性のある物質を運搬するタンパク質。　グルコース輸送体　細胞外濃度＞細胞内濃度　すぐに分解されるから
• ポンプ

  担体の一種。濃度勾配に逆らって物質を輸送するタンパク質。ナトリウムポンプ（Na⁺を排出し、K⁺を取り込む）ナトリウムーカリウムATPアーゼという酵素が働く　
• 能動輸送

  濃度勾配に逆らった輸送
• 情報伝達物質

  細胞間の情報伝達を仲介する物質
• 標的細胞

  情報伝達物質を受け取る細胞。受容体（レセプター）とよばれるタンパク質で受容する

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