細胞骨格は、真核生物の細胞の細胞質にのみ存在する一連の繊維状タンパク質です。構造の名前が示すように、サイト = 細胞、スケルトン = 支持構造 – 構造は「細胞の骨格」と考えることができますが、タンパク質で構成されています。
細胞骨格にはアクチン マイクロフィラメント、中間フィラメント、微小管の 3 種類があり、すべて細胞内に戦略的に配置されています。細胞骨格の一般的な機能には、細胞の構造組織化と維持、さらには細胞の形状と細胞内小器官の動きの付与が含まれます。
細胞骨格は細胞にとって非常に重要な構造であり、細胞骨格がなければ細胞は維持できず、例えば細胞の多様な形態も実現できません。植物細胞では、細胞骨格が環状化と細胞壁の形成に関与します。
細胞骨格についてのまとめ
細胞骨格は、真核細胞に存在する構造です。
それはタンパク質のフィラメントで構成されています。
それは支持体として機能し、細胞の形状と全体的な組織を定義する構造ネットワークを形成します。
細胞骨格には、アクチン マイクロフィラメント、中間フィラメント、微小管の 3 種類があります。
植物細胞では、細胞骨格が環化に関与します。
細胞骨格に関するビデオレッスン
細胞骨格とは何ですか?
1931 年、発生学者のポール ウィントレバートによって、細胞骨格という用語は、細胞内に存在する弾性ネットワークに似た構造に起因すると考えられました。これらはタンパク質のフィラメント、つまりタンパク質で構成されています。細胞骨格は、細胞内構造の分布と細胞のサポートを決定します。細胞骨格には 3 つのタイプがあり、以下で説明します。
細胞骨格の種類
細胞骨格は3 種類のフィラメントで構成されています。
アクチンマイクロフィラメント（アクチンフィラメント）または単なるマイクロフィラメント。
中間フィラメント。
微小管。
マイクロフィラメントはアクチンというタンパク質によって形成されます。中間フィラメントはいくつかのタンパク質によって形成されます。そして微小管はタンパク質のチューブリンによって形成されます。以下では、厚さの順にそれぞれを理解します。
アクチンマイクロフィラメント
アクチン マイクロフィラメントまたは単にマイクロフィラメントは非常に細く、直径は約 7 nm (6 ～ 8 nm) で、鎖状に集まったG-アクチンおよび F-アクチンと呼ばれる球状タンパク質で構成されています。それらは原形質膜の近くに位置し、事実上細胞を取り囲んでいます。
これらは不安定なモノマー、つまり柔軟性があるため、重合と解重合が可能であり、この特性により細胞の多様な機能が可能になります。
マイクロフィラメントは細胞内の移動、細胞接着、細胞質への機械的支持を可能にし、細胞質の一貫性に直接影響します。たとえば、筋肉の収縮は、ミオシンと呼ばれる別のフィラメントの上を滑るアクチン フィラメントに依存します。それらはまた、細胞への粒子の出入りであるエンドサイトーシスおよびエキソサイトーシスにも関与します。
それらは微絨毛と仮足を形成し、アメーバはこれらを通って移動し、後で説明する植物細胞において重要な環化の原因となります。
中間フィラメント
マイクロフィラメントと比較して、中間フィラメントの直径はわずかに大きく、約 10 nm (8 ～ 10 nm) で、繊維状のタンパク質で構成されています。それらは細胞の種類に応じていくつかの異なるタンパク質で構成されており、最も重要なものはケラチンです。ケラチンは爪と髪に含まれるタンパク質です。多細胞生物にのみ存在します。
これらのフィラメントの機能の中には、細胞の一般的な構造が含まれており、アクチン マイクロフィラメントとは異なり、核膜の構造に作用することに加えて、より安定であり、解重合が容易ではありません。また、上皮組織や細胞接着に機械的抵抗力も与えます。
微小管
微小管は、チューブリンと呼ばれるタンパク質によって形成されるストローに似た円筒状の構造、中空の管であり、細胞骨格の種類の中で最も厚く、大きさは 22 nm ～ 25 nm です。それらは核に近い中心体から始まります。
それらは細胞構造の一般的な組織化を可能にし、さらに細胞内で内部輸送が起こり、その中で物質、主に小胞が輸送されます。
それらは繊毛と鞭毛の形成に関与し、無色紡錘体とも呼ばれる有糸分裂紡錘体の形成を通じて細胞分裂に作用します。紡錘体線維は、中心体から出て染色体に付着し、染色体を反対側に引っ張る微小管で構成されています。微小管は植物細胞の細胞壁の形成にも関与します。
細胞骨格の機能
細胞骨格の機能は次のとおりです。
構造的サポート。
細胞形態（細胞の形）を担当します。
サポート;
有糸分裂紡錘体の形成。
細胞内構造の分布。
細胞が生息する環境における細胞の移動。
細胞内の物質の輸送。
繊毛と鞭毛と呼ばれる運動構造の形成。
細胞の収縮、特に筋肉細胞の収縮。
細胞骨格の重要性
細胞骨格は細胞の多様な形態を与えます。これは、特に扁平細胞、立方体細胞、鎌状赤血球などのすべての細胞形式を意味します。さらに、細胞骨格を持たない細胞は、細胞小器官と核を支える構造化された細胞質を持たないでしょう。
植物細胞の細胞骨格
植物細胞にはアクチンおよびミオシンのマイクロフィラメントが存在し、これらの細胞内の葉緑体などの細胞小器官の継続的な運動である環化に関与しています。たとえば、葉緑体が光合成により有利な領域に位置できるのは、環化によって行われる「回転」運動を通じてです。
植物細胞における細胞骨格の別の役割は、細胞壁の形成に作用する微小管によって与えられます。