Parts of a cell

Parts of a cell: nucleus, ribosomes, endoplasmic reticulum, Golgi bodies, mitochondria, chloroplasts, vacuoles, and vesicles

細胞の構造について、ちょっと話をしていこう。

たくさんの動画で、細胞の内側の話はしてきたけど

その全体的な構造について

話したことは、なかったよね。

まず最初に、ここに細胞を描いてみよう。

この細胞膜から話始めると、分かりやすい。

これが細胞と外の世界を、分けてるものだからね。

そしてそれが、細胞を定義するような役割をしている。

それが本当に小さな小さな、境を決めているんだ。

これが、細胞がcell（小室）とよばれる理由だ。

名前を書いておこう。

細胞膜

全ての細胞が、この細胞膜を持っている。

そして、細胞にとって最も大切な要素

DNAの動画を見てもらえれば、

そこで、「翻訳」や「転写」、その他いろんなことを

話しているけど、生物の組織を定義しているもの

それが、DNA だ。

なので、全ての細胞の内側には、DNAがある。

ここでは、DNA がどんなふうに組織を

定義しているかは、話さないけど。

それはもう、DNA の動画で少し詳しくやったしね。

まぁ、とにかく全ての細胞が、DNA を持っているわけだ。

ここでは、細胞の機能よりも、
構造を話していきたいからね。

まぁでも、それぞれの部分の違いを知るために

機能についても、話していくよ。

さぁ、ここにあるのが DNA だ。

この中には、クロマチンがある。

タンパク質も少しある。
これは全ての組織にある訳じゃないんだ。

でも、真確細胞にはあるんだ。
今回は真核細胞に注目することにするよ。

でも、真確細胞にはあるんだ。
今回は真核細胞に注目することにするよ。

真核細胞と原核細胞の違いについても、
後で少し話すとしよう。

まぁでも、DNA を持っているわけ。

そして今ここに描いた細胞、これはどんな細胞にも

どんな動物や植物、どんな生態系のものでも

みんなこんな感じだ。

まだそこまで、詳しくはかいてないけどね。

まだDNAと細胞膜を、かいただけだ。

そして、生物を大きく分ける１つ目のポイントは

少なくとも私たち人間の観点からだけど、

細胞の中には、

DNAの周りに、膜があるものがいる。

つまり、DNA やクロマチン、

そして DNA 内部のあらゆるものと

細胞の他の部分とを分ける、膜を持っているんだ。

これは、核と呼ばれている。

核だ。

これが細胞を分ける大きなポイントだと言ったけど

これは昔の人が、核を持つ細胞と

持たない細胞を見て

「こりゃ、細胞を分けるいい方法だ！」
って考えたからなんだ。

核を持った細胞を、真核生物と言って

真核生物

こいつらには、核がある。

なので、ここに描いた細胞は、真核細胞ってことだね。

そして、核がなければ

それは、原核細胞。

原核細胞

核なしのやつ。

原核生物の例としては、大きく２つのグループがある。

バクテリアと古細菌だ。

古細菌ってのは、ほんとおもしろいよ。

古細菌については、ほとんど分かってないからね。

元々は、バクテリアの仲間と考えられてたけど

最近では、これは全然違うものだとされている。

こいつらは、実際ほんのわずかしか見つかってないし

ほんとに、おもしろい生き物なんだ。

この違い分かったと思うけど、進化の過程から言うと

この区別を、最初にしないほうがいい。

実際には、真核生物と（「真核（Euk）」って書いとくよ）

バクテリア、古細菌って分けたほうがいい。

最初に核の有無で分けるより、

この３つのグループに分けてから

分類を始めたほうがいい。

これについて詳しくは、また後の動画で話そう。

けどもし、核を持っている細胞は？と聞かれたら

それは定義としては、真核細胞になる。

持ってないのは？ってことなら、

それは、バクテリアや古細菌になる。

そんな感じの分け方。

まぁでもここでは、真核細胞について話をしていくよ。

こいつらの方が、少し複雑なんだ。

それに大きさもある。

なので、ここで話していくことのほとんど、
少なくともこの動画では

真核細胞のお話。

真核細胞の生物には、植物や動物、

人間も動物だね。それに菌類など、

他のいろんなグループが含まれる。
まぁでも、日常生活で

出くわすやつばっかりだね。

それじゃあ、細胞の分析に戻るとしよう。

ここに、DNA がある。

それがmRNAに複写されるってのは、知ってるかな。

そして mRNA は核を離れて、リボソーム内で
タンパク質に翻訳される。

そして mRNA は核を離れて、リボソーム内で
タンパク質に翻訳される。

リボソームは、細胞中にただよっている

ちょっと複雑なやつで、後で分かると思うけど

リボソームは、他の膜構造にも

関わってくる。

これが、リボソーム。

リボソーム

もしこの、DNA が mRNA に転写されて

mRNA　が核を離れて、リボソームに移って、

タンパク質に翻訳されるって話が、難しかったら、

それについては、もっと詳しい動画があるよ。

でもここでしたいのは、様々な要素について話すことで

細胞の全体像をつかんでもらうこと。

つまりは、リボソームっていうのは、
核の内部で DNA から転写された

mRNA が、タンパク質に翻訳される場所なんだ。

なので、情報を実際のタンパク質に

変える場所だと思ってくれればいい。
そして、このタンパク質は

細胞のいろんなところで使われることになる。

そしてこのリボソーム自身、タンパク質でできていて

実は、RNAでできているんだ。

そうすると、こんな質問が出てくる。一体リボソームは、

どこで作られているんだ？って。

これは、ある程度は他のリボソームで作られた

タンパク質でできている。

でもいくつかは、この mRNA やリボソームを

詳しく見ていくと、

ちょっと混乱しちゃうかもしれないけど。

そこには、タンパク質があるんだ。

ちょっと実際とは違うように描くけど

mRNA にはタンパク質と強いつながりのある
ものがあって、

この mRNA は、今見たように、DNAからリボソームへ
情報を伝達するためには使われない。

この mRNA は、今見たように、DNAからリボソームへ
情報を伝達するためには使われない。

リボソームの内側では、リボソーム RNA が

構造の一部として使われているんだ。

これは、リボソームが
リボソームとして機能するのを支えている。

なので実際には、リボソームの一部と言えるわけだ。

そしてこれらの全ては、核の一部である

核小体で作られてるんだ。

ここに書いておこう。

これだよ、これがおもしろいんだ。

これが、核小体。

これは独立した細胞小器官でもないし、

膜で分けられているわけでもないないけど、
顕微鏡で見ることができる。

なので、昔の人がこれを最初に見つけた時、

「おい、なんかかたまりがあるぞ。

こりゃ、核の中心か何かに違いない」ってなった。

でもその正体は、次第に明らかになった。

それは高密度に濃縮された、DNAとRNAで、

そこが実は、リボソームを作っている
リボソーム RNA が作られている場所だったんだ。

そこが実は、リボソームを作っている
リボソーム RNA が作られている場所だったんだ。

でも、これはすごく濃縮されていて、
顕微鏡で見えるくらいだったので

昔の人は、これに名前を付けることにしたんだ。

でもそれは、膜で囲まれた組織じゃない。

細胞小器官の中にある、細胞小器官じゃないんだ。

単なる高密度に濃縮されたタンパク質とリボソームRNAで、

リボソームRNAが生産される場所なんだ。

まぁ、とにかくリボソームまで話したね。

リボソームは、タンパク質が作られる場所だ。

でも、もしリボソームが自由に漂っているとすると、

そこで作られたタンパク質もまた、

細胞の液体の中（細胞質基質）を
ふらふら漂うようになるよね。

細胞の液体の中（細胞質基質）を
ふらふら漂うようになるよね。

細胞質基質

細胞質基質

でも、もし細胞膜や細胞外に

タンパク質を送りたかったら、

いったいどうしたらいんだろう？

細胞内で作ったものは、他の細胞にも使われるし、
体の他の部分でも使われる。

細胞内で作ったものは、他の細胞にも使われるし、
体の他の部分でも使われる。

だから、この膜にあるタンパク質まで
たどり着かないといけないね。

だから、この膜にあるタンパク質まで
たどり着かないといけないね。

なので、ここにはトンネルの束みたいなものがあるんだ。

うまく描けるかな。

まぁだいたいで、描いちゃうんだけど。

これが、「小胞体」とよばれている。

小胞体

小胞体

こんなふうに、トンネルの束みたいに見えるんだ。

小胞体

小胞体

そしてこれは、最終的にゴルジ体ってとこまで、到達する。

ゴルジさんって人がみつけたんだ。

なので、この黄色いのが小胞体で

緑色のやつが、ゴルジ体。

こいつらが、何かはすぐに話していくよ。
で、どうなるかって言うと…

こいつらが、何かはすぐに話していくよ。
で、どうなるかって言うと…

これはいくつもの階層になっていて、

膜が何重にも折り重なっているようにも、見えるね。

そしてリボソームの中には、
ここに張り付いているやつもいる。小胞体にね。

そしてリボソームの中には、
ここに張り付いているやつもいる。小胞体にね。

なので、くっついたリボソームもあれば、

自由に動きまわるリボソームもあるってこと。

名前を書いておこう。

ここがちょっと空いてるので、ここに。

このひらひらした、巻いてるやつが

小胞体だ。

小胞体

ちょっとおもしろい名前だよね。

Endoplasmic reticulum（小胞体）

音楽バンドの名前にいいかも。

Endoplasmic reticulum（小胞体）、そしてその中には

リボソームがくっついたところもあって、
粗面小胞体と呼ばれる。

もしかしたら、こっちの方が
いいバンドになるかもしれない。

なので、ここ。ここにはリボソームがくっついてるので

ここにあるよね。

なのでこれは、粗面小胞体。略して、rough ER。

rough ER、ERは小胞体のこと。

そしてこっちには、リボソームがひっついてない。

これは、滑面小胞体。

なので、こっち側は、滑面小胞体。

これが何かって言うのは、また後で話そう。

そしてこの膜をたどっていくと

ゴルジ体に、いきつくわけだ。

ゴルジ体

それじゃあここで何が起こっているか？
ヒントをあげよう。

自由に動くリボソームでは、mRNAが

タンパク質に翻訳され、タンパク質は

細胞質基質に、流れいていく。

でも、細胞膜や細胞の外で

タンパク質が必要なときは、どうしたらいい？

ここで、小胞体とゴルジ体が

活躍するわけだ。

今のところ、mRNAは核の外に出てきたわけけど

それはリボソームにわたって、

そしてリボソームによって、粗面小胞体で翻訳される。

ここで起こるのは、mRNAがやってきて

ここに小さく矢印を書いておこう。

それが小胞体の外側で
タンパク質に翻訳されるんだけど、

それが小胞体の外側で
タンパク質に翻訳されるんだけど、

このタンパク質は、小胞体の内側へと入っていくんだ。

小胞体の内側っていうのは、

この部分のこと。

塗っておこう。

ここが、小胞体の内側。

そして、タンパク質が小胞体へ

入っていくんだ。

これが細胞質基質の外側や

細胞の外、細胞膜で使われていく。

なので、タンパク質はここまでたどり着くんだね。

そういうわけで、このリボソームは膜に張り付いてて、

小胞体の外側の物質を翻訳するんだ。

でもタンパク質がつくられていくにつれて、

アミノ酸鎖が、その中に入っていく。

ここはきっと役に立つから、ちょっと話を

ふくらましておこう。

ここに小胞体をかいて、

それには

リボソームがくっついている。

小胞体に張り付いているリボソームだ。

つまり、粗面小胞体ってこと。

そしてmRNAが、その内側に入っていく。

mRNAが、ここから入っていく。

たぶんこっちの方向だね。

そして、タンパク質に翻訳されていく。

けどアミノ酸鎖が作られると、
タンパク質（＝できあがったアミノ酸鎖）は

膜のこっち側に、飛び出していってしまう。

思い出して欲しいのは、これが小胞体の膜だってこと。

なので、mRNAは外側に出るんだけど

リボソームがそれにくっついているので

タンパク質は、内側に現れることになる。

なので一度タンパク質がつくられると、
それは折りたたまれる。

タンパク質は、アミノ酸鎖の集まりにすぎないからね。

それが、小胞体をわたっていくんだ。

それが小胞体を通過して

滑面小胞体を過ぎて

ゴルジ体までやってくる。

そして、他にもいろんなことが起こっている。

今はかなりシンプルに話したけど、

細胞の中で何が起こっているか、
感覚を持ってほしかったからね。

そしてタンパク質がゴルジ体にたどりつくと、

細胞膜を通って、他の細胞へと移動する準備ができる。

実際には、ゴルジ体から芽のように出てくるんだ。

実際には、ゴルジ体から芽のように出てくるんだ。

なので、この同じタンパク質が、

ゴルジ体に来ると、これはゴルジ体の中だったね。

ちょっとここに、ゴルジ体の膜を描いてみよう。

タンパク質は、ここまでやってくる。

タンパク質は、ただの大きなアミノ酸鎖だったね。

そして、それが芽になって出てくるんだ。

なので、こんな感じかな。そしてその後、

こう、芽みたいになっていく。

こんなふうにね。

そして次の段階は、想像してみてほしいんだけど

この芽のようなものが、完全に

外に出てしまうんだ。

ゴルジ体の膜と一緒に、

外に出てしまう。

なので、この段階でタンパク質は

独自の膜で囲まれていることになる。

それじゃあ、何が起きたか考えてみよう。

DNAが、mRNAに複写された。

mRNAは、小胞体にはりついた

リボソームへと変わった。

それはタンパク質へと翻訳され、

小胞体をわたっていった。

最初は、リボソームのある粗面小胞体を

そして、こっちの滑面小胞体に。

粗面小胞体には、他の役割もある。

ホルモンや他の脂質化合物の生産を助けるんだ。

ここでは、詳しくはやらないけどね。

まぁでも、どんどん進んでいく。

そしてゴルジ体に、くっつく。

そしてゴルジ体では、タンパク質が

ゴルジ体の膜と一緒に、外に飛び出す。

そして、この膜に囲まれて、細胞内をわたっていく。

なので、今、タンパク質は

こんな感じだ。

かなり大きくして、描いてるけどね。

タンパク質は、ゴルジ体の膜を

まとっているんだね。

これは、「小のう」とよばれる。

ここにも、もう1個かいておこう。

名前を書くためにね。

「小のう」とよばれている。

そしてこの「小のう」という呼び方は、かなりいろんな

ものに使われる言葉なんだけど、多くは細胞をただよう

小さな膜に囲まれた

タンパク質のこと。

そして、この膜があることで、タンパク質は

膜の外へと出ていくことができるので、

とても便利なわけだ。

細胞の他の部分に行くこともできる。

かなり、単純化した話ではあるけどね。

そしてこの膜が細胞膜と合体したり、

自らの膜を使うことで

細胞の外に出ていきやすくなる。

想像してほしい。

これが、細胞膜の外側だとしよう。

かなり単純化して、描くけど。

重脂質層（bilipid layer）も、描いてないくらいだから。

まぁどんな感じかっていう、視覚的なイメージを

持ってほしいんだ。「小のう」は小さなタンパク質を

含んでいるんだけど、それはだんだん

膜に近づいていくんだ。そして、膜と同化する。

元々同じものから、できているからね。

膜と合体して、タンパク質を含んだ物質になる。

分かりやすく、色を変えよう。

そして突然、膜と合体してしまう。

そうすると、タンパク質は細胞の外に出ることができたり、

細胞膜内に溶け込んだりすることができる。

今はとても薄く描いてるけど、
本当は２つの層があるんだ。

これについては、

また今度話そう。

たぶん、動画１本分くらいになるから。

これで細胞内の分析が

かなり進んだね。

でももう少し、他のものも付け足していくとしよう。

リソソームと呼ばれる物質で、
動物細胞の中にあるんだけれど、

このリソソームは、全てを分解する働きをする

酵素を持っているんだ。

リソソーム

なので、リソソームは他のものにくっついて

その酵素をはきだし、たいてい消し去ってしまう。

消化してしまうんだ。

それが、リソソームがすること。

植物細胞には、液胞というのがあって

機能的には、リソソームと
本当は同じことをしているけど、

これは実は大きな「小のう」なんだ。

実際に普通は、液胞は大きな「小のう」になっている。

いわば、膜でできた大きな細胞小器官に対する、
呼び名に過ぎない。

液胞

ここでもう１度考えてみよう、細胞小器官って何だろう？

ここに書いておこう。

細胞小器官

それは、単なる細胞内の膜からできた小組織なんだ。

それは、僕の肝臓が僕の小組織であるのと同じ。

肝臓は臓器なわけだけど、
細胞小器官は細胞の臓器みたいなものなんだ。

なので、液胞は細胞内の物質を蓄積しておく

一般的な膜でできた組織の、呼び名に過ぎないわけ。

「物質を蓄積している」と。

なので液胞は、植物細胞にあって

たくさんの酵素を貯めている。
そして、他のものがくっつくと

まるで酵素をそれに

吐き出すようにして溶かすんだ。

これまでにも、いくつか呼吸や光合成のところで

いくつか細胞小器官について、話してきたけど

そこでは、かなり詳しい話をしたね。

でも、まだミトコンドリアが残ってる。

ミトコンドリア

ミトコンドリアは、内側と外側の両方に膜を持っていて

ここで、僕らのエネルギーも生み出される。
糖分がATPに変わる場所だ。

これについては、もう詳しくやったね。

こいつらは実は独自のDNAを持っていて、

自分たちのコピーをつくれる。
なので、ミトコンドリアの祖先は

独立した原核生物だったとも、信じられている。

でもそうすると、ある時こうした疑問にぶつかる。

「おい、なんで他の組織が

別の細胞の中で、共生してるんだ？」って。

まぁでも、ミトコンドリアの祖先は、

独立した原核生物だったかもしれないんだ。

これが、ミトコンドリア。

ミトコンドリア

これが細胞の呼吸が行われるところで

これについては、すでに話したね。

そして植物細胞には、そう、これは

動物細胞にはないけど、葉緑体がある。

これは色素体の集まりだけど、

葉緑体の方が、名前は知られているね。

ここは、やっぱり緑がいいね。

葉緑体だ。

そしてそこには、ほとんどチラコイドがない。

ここでは、光合成が行われるんだね。

そしてグラナなんかもある。

ここについて詳しくは、光合成の動画でやるけど、

今知っておいてもいいね。

こいつらは、別の細胞小器官になるんだ。

そしてミトコンドリアのように、

独自のDNAとリボソームを持っている。

なので、こいつらも昔は

独立した原核生物で、より大きな真核生物での

共生を学んでいったんだろう。

これで細胞の構造については、大体終わり。

でもここに、描いておきたいものがある。

もしこれが植物細胞だったら、動物細胞じゃなかったら

細胞壁っていうのもあるんだ。

これは細胞膜の外側を、補強する役割をしている。

そういうふうに見ると、細胞壁は

一種の強度を加えていることになる。

まぁこういう細胞壁があるんだけど、

完全にガチガチに固まっているわけではない。

少し硬さを加えた、風船みたいなもだと

思ってくれればいいかな。

木材に使われるような木は、細胞壁が２つあって

かなり硬くなってるんだけどね。

これが、細胞壁。

これは、動物細胞にはない。

そして植物は、セルライトではなく、
セルロースでできている。

ちょっとややこしいよね。

なので、これが細胞膜が形を保つのに

必要なだけの強度を、だしているんだ。

そして、細胞がその構造を保つために

微小繊維っていうのがある。
これは、ATPキャップって

呼ばれることもあるんだけど、
こんなふうに

細胞中に、はりめぐらされている。

これが実のところ、細胞の立体的な構造を

つくりだしていて、細胞内や

細胞自身の動きに

関係している。

それじゃあ話の最後に、

有糸分裂と減数分裂の動画を見た人なら、分かるだろうけど

ここに、中心体ってのがある。

詳しく話すよ。

中心体は、核のちょうど外側にあって

２つの中心体が互いに向き合うようになっている。

そして有糸分裂や減数分裂の時には、

この中心体が、微細管を形成する。

ここについては、もうたくさんの動画で話したから

ここについては、もうたくさんの動画で話したから

詳しくはやらないけどね

まぁでもここまでで、細胞の構造について

最初に知っておいてほしいところは

全て話せたと思う。

１つの動画をかけて、やっと１つの細胞を話せたわけだ。

全てのものを細かく話せたわけじゃないけど

主なものについては、話したよ。

これで、細胞の内側がどんなふうになってるか

全体像がつかめたなら、うれしいね。