植 物 細 胞 モデル (500,000 〜 1,000,000 倍 大 ) 内 部 共 生 説 ミトコンドリアと 色 素 体 の 起 源 はよく 内 部 共 生 説 で 説 明 されます。この 説 では,ミトコンドリアと 色 素 体 は 原 生 動 物 ( 細 菌 )であったと 考 えられています。 色 素 体 はシアノバクテリア,ミトコンドリアは 紅 色 細 菌 で, 進 化 の 過 程 のある 時 期 に, 核 を 持 った 初 期 の 細 胞 がそれらの 原 核 生 物 を 取 り 込 み, 細 胞 機 能 に 組 み 込 みました。 この 内 部 共 生 説 の 証 拠 として,ミトコンドリアと 色 素 体 が 下 記 の 様 に 共 通 部 分 を 持 っていることが 挙 げられて います: ・ 二 重 膜 構 造 ( 内 膜 と 外 膜 は 化 学 成 分 が 異 なっています; 内 膜 は 細 菌 の 膜 と 共 通 点 があります) ・ 固 有 の 環 状 DNA ・ 特 有 のリボソーム( 細 菌 性 のリボソームに 類 似 しており, 細 胞 質 のリボソームとは 異 なります) 網 状 体 /ゴルジ 体 (9) 網 状 体 (ディクチオソーム)は 円 盤 形 の 膜 性 の 袋 状 の 構 造 で, 細 胞 にある 網 状 体 の 全 体 のことをゴルジ 体 と 呼 びます。ゴルジ 体 は 小 胞 体 と 密 接 に 結 合 し, 小 胞 体 の 生 産 物 の 修 飾 , 保 管 , 運 搬 に 関 わっています。シス 側 ( 小 胞 体 に 近 接 する 側 )とトランス 側 (シス 側 の 反 対 )のゴルジ 体 は 異 なっており,シス 側 から 入 った 前 駆 体 が 修 飾 されトランス 側 から 分 泌 されます。このことからゴルジ 体 はエクソサイトーシス( 細 胞 からの 物 質 の 分 泌 )に 関 わる 重 要 な 細 胞 の 運 搬 システムや, 生 体 膜 の 組 成 , 細 胞 壁 形 成 にも 関 与 していることになります。 液 胞 (10) 液 胞 は 基 本 的 には 植 物 細 胞 のみに 見 られる 細 胞 小 器 官 です。 液 体 で 満 たされた 空 間 で, 単 一 の 膜 (= 液 胞 膜 ) で 囲 まれています。 成 熟 した 植 物 細 胞 では, 液 胞 の 体 積 は 細 胞 の 総 量 の80%を 占 める 事 もあります。 細 胞 では, 液 胞 は 膨 圧 の 発 生 , 代 謝 産 物 の 貯 蔵 (イオン, 有 機 酸 , 糖 類 ,タンパク 質 , 色 素 ), 分 解 , 解 毒 ( 毒 素 など 細 胞 に 有 害 になりうる 物 質 )の 役 目 をします。 高 分 子 の 分 解 もこの 液 胞 で 行 なわれます。 ミクロソーム/ミクロボディー(11) ミクロソームはホモジェネートした 細 胞 を 遠 心 分 離 することで 得 られる 細 胞 区 画 ( 単 一 細 胞 膜 , 球 状 , 大 き さ:1 µm, 粒 状 )で, 大 きさは 似 ていますが 複 数 の 細 胞 小 器 官 を 含 むため 様 々な 生 化 学 物 質 と 機 能 の 異 なる 細 胞 小 器 官 が 含 まれています。 ミクロソームの 内 容 リソソーム :タンパク 質 , 多 糖 類 , 核 酸 の 分 解 に 関 わっています グリオキシソーム :ペルオキシソームの 一 種 で 貯 蔵 脂 肪 を 炭 水 化 物 に 変 える 重 要 な 役 割 をになっています オレオソーム( 油 球 ) : 油 脂 の 分 解 に 関 わっています ペルオキシソーム : 光 呼 吸 の 重 要 な 役 割 を 担 っています。またCO 2 固 定 時 に 作 り 出 されたグリコレートを 分 解 します。 炭 素 は 光 合 成 回 路 に 供 給 され,タンパク 質 の 合 成 のため2つのアミノ 酸 が 生 産 されます。 細 胞 壁 (12) 頑 丈 な 細 胞 壁 は 植 物 細 胞 と 動 物 細 胞 を 区 別 するもう1つの 特 徴 です。 細 胞 壁 は 植 物 細 胞 を 頑 丈 にし, 細 胞 の 内 部 の 浸 透 圧 (= 膨 圧 )と 抵 抗 することによって 外 骨 格 を 形 作 ります。 細 胞 壁 はプロトプラストからアポプラス トに 向 かい 分 泌 された 物 質 から 成 り, 多 糖 類 とタンパク 質 が 主 な 構 成 成 分 です。 細 胞 壁 は3つの 層 からできています。 中 層 :ゼリー 状 層 で, 厚 さは 数 nmと 薄 く, 少 量 のタンパク 質 を 含 むペクチン 化 合 物 でできています。 微 小 繊 維 を 持 たないため 伸 縮 性 があります。 一 次 細 胞 壁 : 基 礎 となる 細 胞 壁 で,ペクチン,ヘミセルロース,タンパク 質 を 含 みます。セルロースの 微 小 繊 維 (10〜25%)の 並 びは 不 規 則 で 散 在 しています(そのため 弾 性 があります)。 二 次 細 胞 壁 :90%がセルロース 微 小 繊 維 で 成 ります。 微 小 繊 維 の 配 置 は 平 行 的 に 並 んだ 構 造 をしています。リ グニン,タンニン,CaCO 3 , SiO 2 , 有 色 の 堆 積 物 などが 存 在 します。 二 次 細 胞 壁 をもつ 細 胞 はそ れ 以 上 成 長 しません。 Author: Dr. Gerd Vogg, University of Würzburg, Germany 日 本 語
日 本 語 植 物 細 胞 モデル (500,000 〜 1,000,000 倍 大 ) 各 部 名 称 1 細 胞 骨 格 と 細 胞 質 2 細 胞 膜 3 a 核 3 b 核 小 体 4 a 滑 面 小 胞 体 ( 滑 面 ER) 4 b 粗 面 小 胞 体 ( 粗 面 ER) 5 リボソーム 6 プラスモデスム 7 葉 緑 体 8 ミトコンドリア 9 網 状 体 /ゴルジ 体 10 液 胞 11 リソソーム 12 細 胞 壁 ( 重 層 構 造 )