知識ベース

細胞区画

細胞生物学における細胞コンパートメントは、真核細胞のサイトゾル内のすべての閉じた部分を含み、通常は単一または二重の脂質層膜に囲まれています。これらのコンパートメントは、常にではありませんが、多くの場合、膜で囲まれた領域として定義されます。細胞区画の形成は、区画化と呼ばれます。

両方のオルガネラ、ミトコンドリアと葉緑体(光合成生物内)は、内共生起源であると考えられている区画です。ペルオキシソーム、リソソーム、小胞体、細胞核またはゴルジ体などの他の区画は、共生起源ではありません。小胞のようなより小さな要素、さらには微小管もコンパートメントとしてカウントできます。

原核細胞ではコンパートメント化は見られないと考えられていましたが、カルボキシソームおよびその他の多くのメタボロソームの発見により、原核細胞はコンパートメント化された構造を形成できることが明らかになりましたが、これらはほとんどの場合脂質二重層に囲まれていないが、純粋なタンパク質性のものです作りました。

タイプ

一般に、4つの主要なセルラーコンパートメントがあります。

  1. 核を構成する核区画
  2. 小胞体の膜の間の空間を含む大槽間空間(核膜と連続している)
  3. オルガネラ(すべての真核生物のミトコンドリアと光合成真核生物の色素体)
  4. サイトゾル

関数

コンパートメントには3つの主要な役割があります。 1つは、細胞が異なる代謝活動を同時に実行できるようにする生物学的プロセスの物理的境界を確立することです。これには、特定の生体分子を領域内に保持すること、または他の分子を外部に保持することが含まれます。膜結合区画内では、異なる細胞内pH、異なる酵素系、および他の違いが他の細胞小器官およびサイトゾルから分離されています。ミトコンドリアでは、サイトゾルはNADHをNAD +に変換する酸化環境を持っています。これらの場合、区分化は物理的です。

もう1つの方法は、特定の微小環境を生成して、生物学的プロセスを空間的または時間的に調節することです。例として、酵母液胞は通常、膜上のプロトン輸送体によって酸性化されます。

3番目の役割は、プロセスが発生する特定の場所またはセルラーアドレスを確立することです。たとえば、転写因子は核に向けられ、特定の遺伝子の転写を促進することができます。タンパク質合成に関しては、必要なオルガネラは比較的近くにあります。核エンベロープ内の核小体は、リボソーム合成の場所です。タンパク質翻訳のために合成されたリボソームの行き先は、粗面小胞体(粗面小胞体)であり、これは核と同じ膜を接続して共有しています。ゴルジ体はまた、包装と再配布のために荒いERの近くにあります。同様に、細胞内の区画化により、他のプロセスから分離された効率的な関連真核細胞機能の特定部位が可能になります。

確立

多くの場合、細胞区画は膜の囲いによって定義されます。これらの膜は、生体分子に対する物理的障壁を提供します。区画内外の生体分子の最適な濃度を維持するために、これらの障壁を通過する輸送がしばしば制御されます。