オルガネラとは？

オルガネラは、細胞内で非常に特殊な機能を果たす小さな構造です。 この用語は臓器への言及であり、これらの構造が細胞内で機能する方法を、臓器が体内で機能する方法に例えています。 さまざまな種類の植物、動物、および細菌の細胞の中に、さまざまな細胞小器官があります。 それぞれには、エネルギーの生産やタンパク質の製造など、独自の重要なタスクがあります。

タイプ

これらの構造にはさまざまな機能があり、そのほとんどは細胞の寿命にとって重要なタスクです。 最も重要な構造は、核、小胞体（ER）、ゴルジ体、ミトコンドリア、葉緑体です。 これらはそれぞれ、セルの特定の領域に配置される傾向があります。 通常、核は中心付近に位置し、ERとゴルジは近くにあり、残りの細胞小器官は細胞内に広がっています。

細胞内に存在する細胞小器官の種類と数は、細胞の目的に応じて異なります。 たとえば、オルガネラや遺伝物質を含まない成熟した赤血球を除いて、ほとんどすべての植物および動物細胞には核が含まれています。 別の例は、筋肉細胞が効果的に機能し続けるためにより多くのエネルギーが必要であるため、筋肉細胞は通常他の細胞型よりもはるかに多くのミトコンドリアを持っているということです。

構造

研究者は、オルガネラが進化した全体的な理由は、細胞内で発生する多くの複雑な化学反応を分離することで細胞が恩恵を受けるためだと考えています。 植物および動物の細胞内では、それぞれが独自の膜に包まれており、ユニットの機能に役立ちます。 この保護の主な利点の1つは、膜で囲まれたユニット内で、セル全体に影響を与えることなくpHなどの化学条件を変更できることです。 同様に、それぞれの内容は、セル全体で発生しているものから隔離されています。

特定のオルガネラは非常に大きく、その形状と表面は光学顕微鏡で見ることができます。 これらには、ミトコンドリアとゴルジ、および細胞核が含まれます。 ただし、それらをより詳しく見るには電子顕微鏡が必要です。 電子顕微鏡でこれらの構造を調べることができるようになるまで、研究者はそれらの機能を理解し始めませんでした。

エネルギー生産

ミトコンドリアは、細胞に使用可能なエネルギーを提供する責任があります。 それらは、真菌や植物、動物など、ほとんどの複雑な生物に見られます。 これらの構造の主な機能は、動物および真菌細胞の主要なエネルギー源であるアデノシン三リン酸、またはATPと呼ばれる分子、および植物の二次源を生成することです。 ミトコンドリアには、細胞代謝調節やカルシウム貯蔵などの追加機能もあります。

特定のオルガネラは、特定のタイプの生物内でのみ見つかります。 最もよく知られている例は葉緑体で、これは植物や藻の細胞にのみ見られます。 葉緑体は日光を使用して、光合成として知られるプロセスを介してグルコースを生成します。 別の例は、特定の細菌種にのみ見られるカルボキシソームです。 カルボキシソームは、バクテリアが炭素をエネルギーに使用できる有機分子に変えることを可能にします。

タンパク質生産とDNA相互作用

多くのオルガネラは、近接しているため、または化学的シグナル伝達を介して、互いに通信することができます。 たとえば、小胞体はゴルジ体に接続しており、これらのユニットは両方とも新しいタンパク質の生産に関与しています。 新しいタンパク質は小胞体で製造され、そこからゴルジに移動し、そこで細胞内の他の場所に輸送するために修飾されてパッケージ化されます。

このコミュニケーションのもう1つの例は、細胞の核とその中の他の細胞小器官との間で発生するコミュニケーションです。 核とそれに含まれるDNAは他の細胞構造と物理的に接続していませんが、タンパク質シグナル分子を介して細胞の残りの部分と通信します。 核を包む膜は、DNA鎖と相互作用できる特別なタンパク質へのトラフィックを制限することにより、構造に出入りできるものを制御します。

病気

大きな臓器が健康上の問題の影響を受ける可能性があるように、個々のオルガネラも病状や先天性疾患の影響を受ける可能性があります。 これらの構造は細胞機能にとって非常に重要であるため、それらに影響を及ぼす疾患はしばしば重篤な症状を引き起こし、場合によっては致命的です。 機能不全は、広範囲にわたる予期しない結果をもたらす可能性があります。

小胞体機能不全は、嚢胞性線維症、アルツハイマー病、ハンチントン病、およびパーキンソン病などの状態に関係しています。 いずれの場合も、ERにストレスをかける細胞機能障害は、発症する症状に寄与すると考えられています。 ゴルジに影響を与える病気には、肝疾患、精神障害、発作を引き起こす先天性障害が含まれ、通常、子供が2歳になる前に死を引き起こします。

ミトコンドリア障害として知られる大規模な家族は、人が影響を受ける障害の特定の性質に応じて、消化器系の問題から失明までのすべてを引き起こす可能性があります。 これらの状態は、通常、特定の細胞型に関係するすべてのオルガネラに損傷を引き起こす先天性の欠陥を伴うため、治療が難しい場合があります。