細胞の構成要素

細胞の化学組成は、生物や細胞の種類によって違いがあります。その違いは主に細胞の物質代謝により作り出された物質の含有量などによります。しかし、細胞内で生命現象が営まれている部分の組成は、生物や組織・器官の種類に関わらず、それほど変わりはありません。また、細胞内の物質の含有量とその機能の重要性とは直接的な関係はなく、例えば、DNAやRNAは合わせて約1%程度ですが、細胞の機能上で中心的な役割を担っています。

水とタンパク質

細胞には、それぞれ比率の高い順に、水、タンパク質、核酸(DNA、RNA)、脂質、その他有機物質(炭水化物など)、無機物質が存在しています。

水は細胞内の70〜85%ほどを占めており、細胞内の化学反応の大部分は、水溶液の中で行われ、加水分解や脱水作用を伴う化学反応では特に重要になります。

タンパク質は、水を除くと最も含有量が多く、ヒトはタンパク質でできていると言われる所以はここにあります。タンパク質は、細胞の構造と機能の上で、重要な役割を果たしています。細胞内の化学反応の大部分は酵素の触媒作用によって進行しますが、酵素はタンパク質のみからなるか、タンパク質に他の成分が結びついたものであるため、細胞内の化学反応に必須の物質です。
タンパク質は、多数のアミノ酸がペプチド結合により連なったポリペプチド鎖が骨格となっています。アミノ酸は約20種類あるため、その配列の違いにより多様なタンパク質が作られます。

核酸や脂質

核酸は、ヌクレオチドという単位が多数結合して出来ています。ヌクレオチドは、窒素を含む塩基と糖とリン酸が結合したもので、塩基と糖が結合したものをヌクレオシドといいます。核酸には2種類あり、糖としてリボースを含むものをリボ核酸(RNA)、デオキシリボースを含むものをデオキシリボ核酸(DNA)といいます。DNAやRNAは簡単に言うと、遺伝子情報の保存、タンパク質の合成に役割を果たしています。DNAは二重らせん構造になっており、非常に強固なものとなっています。

脂質は、特に細胞膜として役割を果たしています。リン脂質は頭部が親水性、尾部が疎水性をもち、細胞膜では二重層をなしています。このような二重層ににタンパク質が入り込んで、チャネルやポンプといった働きを担います。

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