科学大好き!アイラブサイエンス!このブログでは、最新科学の?をなるべくわかりやすくコメントします。
 
 
中学校の理科で学ぶ細胞。細胞はどんなものが集まってできていますか?

正解は、核、細胞膜、液胞、葉緑体、細胞壁です。
 
では、植物細胞だけが持つものは?液胞、葉緑体、細胞壁です

ここまで覚えれば普通の生活に困ることはありません。しかし、今やナノテクの時代。科学は小さな細胞の中のさらに小さな器官のはたらきまで研究し、役立てようとしているのです。
 
今日はちょっと謎がわかった細胞の中のゴルジ体のお話です。(新潟大学農学部応用生物化学科HPLifeScienceTutorial HP参考) 

 
 
ゴルジ体 理研が解明 細胞生物学論争に決着

細胞内でたんぱく質を加工したり、たんぱく質の行き先を振り分けている小器官「ゴルジ体」が働く仕組みを、理化学研究所などの研究チームが解明した。仕組みを説明するモデルは2説あったが、横河電機などと共同開発した新型レーザー顕微鏡で生きた細胞を実際に観察し、細胞生物学の十数年にわたる論争に決着を付けた。英科学誌「ネイチャー」の電子版に14日発表した。

ゴルジ体は平たい袋状の膜が重なった構造をしている細胞の中で作られたたんぱく質は、この膜の中で糖や脂質を付加され、機能に応じて細胞内外に送り分けられる。研究チームは、酵母のゴルジ体で働く酵素を赤や緑の蛍光物質で染め、新型顕微鏡で観察した。

その結果、働く酵素の種類に応じて膜の性質が変化し、たんぱく質に作用することが分かった。膜は安定した状態で存在し、たんぱく質がその間を移動する過程で糖などが付加されるとする説もあったが、今回の研究で否定された。

研究チームの中野明彦・理研主任研究員は「新薬の開発や生命科学に幅広く応用できる」と話している。(須田桃子 毎日新聞 2006年5月15日 東京朝刊)

 

ゴルジ体ってなあに?

ゴルジ体(Golgi body)は真核細胞(核を持つ細胞)の細胞小器官の一つである。
ゴルジ(Golgi)とは発見者の名である。
分泌タンパク質や細胞外タンパク質に糖鎖を付加したり、リボゾームタンパク質のプロセシングを担っている。

リボソームや
小胞体でから運ばれてきたタンパク質はゴルジ体を通過する。このとき、タンパク質に糖鎖が付加され、ゴルジ体より分泌される。

ゴルジ体から生じる小胞をゴルジ小胞という。ゴルジ小胞によって、各層間や周辺の細胞小器官との物質の授受が行われている。

動物細胞のゴルジ体は、
を取り囲むように存在しているが、植物細胞では、独立して存在する。

 

ゴルジ体(2万倍)         ゴルジ体の構造

M 核 ER 小胞体 G ゴルジ体

 

ゴルジ体の形と構造は?

ゴルジ体は小胞体と近接して存在する場合が多い。
小胞体側をシス・ゴルジ網(CGN:Cis Golgi Network)、その反対側の面をトランス・ゴルジ網(TGN:Trans Golgi Network)という。

ゴルジ体は、シス・ゴルジ網とトランス・ゴルジ網とで、特性が大きく異なり、役割も異なっている。

ゴルジ体は、細胞分裂時に全体が数百の小胞に分断され、細胞全域に分散する。
細胞分裂が完了すると、集合して再構成される。


細胞の中にはどんなものがあるの?

細胞の中あるいはそのまわりには細胞の形態や機能に直接関りをもつ種々の器官が存在する。これらのものを細胞小器官と呼び、細胞壁のように細胞膜の外に存在するものもある。いずれにしても脂質の膜で形作られている膜系細胞小器官と脂質の膜を持たない非膜系細胞小器官に大まかに分類される。

膜系細胞小器官(Membranous organelles)

細胞膜 (plasma membrane cytoplasmic membrane, plasmalemma)
核(nucleus, nuclei (pl.), nuclear (adj.))
核小体( nucleolus, nucleoli (pl.), nucleolar (adj.))
ミトコンドリア (mitochondrion, mitochondria (pl.), mitochondrial (adj.))
葉緑体 (chloroplast, chloroplastic (adj.) )
小胞体 (endoplasmic reticulum, endoplasmic reticula (pl.) )
滑面小胞体 (smooth endoplasmic reticulum, ...reticula (pl.) )
粗面小胞体 (rough endoplasmic reticulum, ...reticula (pl.) )
液胞 (vacuole, vacuolar (adj.))  
ペルオキシソーム (peroxisome,peroxisomal (adj))
白色体 (leucoplast)
ゴルジ小胞 (golgi vesicles)
リソソーム (lysosome、 lysosomal (adj))
ディクチオソーム (dictyosome、dictyosomal (adj.))
ゴルジ(golgi)
タンパク質顆粒、タンパク質小体 (protein body, protein bodies (pl)
収縮胞 (contractile vacuole)
食胞 (food vacuole)
グリオキシゾーム (glyoxysome)
デスモソーム (desmosome)
細胞間連絡(plasmodesmata )

非膜系細胞小器官(Non-membranous organelles)

細胞骨格 (cytoskeleton) 
中心小体 (centriole )
リボソーム (ribosome, ribosomal (adj.))
ポリソーム (polysome, polysomal (adj.) )
細胞壁 (cell wall )


今回ゴルジ体の何がわかったの?

ゴルジ体はタンパク質に糖質を付加させるはたらきがあることは、わかっていましたが、その時はたらく酵素によって、ゴルジ体の膜が様々に形を変えて反応を起こしていることが初めてわかりました。

まるで、おにぎりを握るようにタンパク質を加工しているイメージが浮かびます。


新型レーザー顕微鏡とは?

電荷結合素子(CCD)カメラの200倍の感度があるハイビジョンカメラ、1枚の画像を得るのに1千分の1秒しかかからないレーザー顕微鏡(光学顕微鏡のひとつ)などを合わせた新システムを開発。

分解能50ナノメートルで、100分の1秒ごとに生きた細胞内部の変化を調べられるようにした。

従来の光学顕微鏡は分解能300ナノメートル程度。

前に紹介したナノレンズでは分解能40ナノメートル。

電子顕微鏡なら分解能は0.3ナノメートル程度まで可能。しかし、試料を真空中に入れる必要があり、細胞を生きたまま観察できない。 

 

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