科学と生物学:細胞膜の機能

PASIEKA /サイエンスフォトライブラリ/ゲッティイメージズ

原形質膜とも呼ばれる細胞膜の機能は、細胞内の構造を保護し、細胞に形を与え、その構造を支えることです。



細胞膜の構造

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細胞膜は脂質とタンパク質の二重層で構成されています。細胞膜内に見られるタンパク質には、構造タンパク質、輸送タンパク質、糖タンパク質の3種類があります。脂質とタンパク質のこれらの層は、細胞膜がその主な機能を実行することを可能にします。それは、細胞を取り囲み、外部環境から細胞を保護することです。細胞膜は選択的に透過性であり、特定の物質のみが細胞に出入りすることを可能にします。場合によっては、細胞膜は、細胞膜を通過できる特定の物質の量を制御することもできます。

細胞膜の機能

細胞または原形質膜は、細胞をその外部環境から保護すると同時に、細胞構造を与え、細胞に出入りする物質を調節することを目的としています。この規制は、有害物質が細胞に入らないようにし、必須物質が細胞から出ないようにします。酸素は、細胞の主要な機能である細胞呼吸に必要であるため、細胞膜を容易に通過することができます。二酸化炭素などのこれらの機能の副産物は、細胞呼吸が起こった後に細胞を出ることができます。酸素、水、二酸化炭素とは異なり、高電荷のイオンや大きな高分子は細胞膜を直接通過することはできません。代わりに、それらは膜に埋め込まれたタンパク質を介して細胞に入ることができます。細胞膜は細胞とその構造を保護するために不可欠であるため、細胞膜に穴が開いたり破裂したりすると、細胞が適切に機能しなくなり、最終的には死んでしまう可能性があります。

細胞膜のもう1つの重要な機能は、コミュニケーションまたは細胞シグナル伝達です。細胞膜の受容体タンパク質は、体の他の領域の分子に結合し、それらと通信して細胞内に信号を送り、細胞に特定の機能を実行するように指示します。細胞膜の受容体は、ヒト免疫不全ウイルス(HIV)などの有害なウイルスに乗っ取られ、感染を引き起こす可能性があります。

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細胞膜の全体的な機能は、城の跳ね橋と外壁の機能と比較することができます。跳ね橋と壁が城を保護し、特定の個人だけが城に出入りすることを保証するように、細胞の膜は細胞を保護し、どの物質が細胞に出入りできるかを調節します。セルシグナリングは、城壁の見張り塔を使用して隣接する城と通信するのと似ています。

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細胞膜を隔てて

細胞膜の主な機能の1つである細胞膜を隔てることは、さまざまな方法で発生する可能性があります。細胞輸送の最初のタイプは、受動浸透と拡散です。これは、水や酸素などの物質が細胞膜を直接通過して細胞に容易に侵入する場合です。次のタイプの細胞輸送は膜貫通タンパク質輸送と呼ばれ、有機小分子が細胞内に輸送される場合です。エンドサイトーシスは、細胞輸送の3番目のタイプです。この種の輸送は、細胞が他の物質を「食べる」ことに似ており、細胞が大きな分子または他の細胞全体を飲み込んで吸収することを特徴としています。最後のタイプの細胞輸送であるエキソサイトーシスは、細胞が物質を除去または分泌するときに発生します。