細胞核の機能
前書き
核（核）真核細胞の最大の細胞小器官を形成し、細胞質に位置し、二重膜（核膜）によって分離されています。細胞核は遺伝情報の担い手として染色体（DNA鎖）の形で遺伝情報を含んでいるため、遺伝に重要な役割を果たしています。ほとんどの哺乳類細胞は核を1つしか持っていません。これは丸く、直径は5〜16マイクロメートルです。筋線維や骨の特殊な細胞などの特定の細胞タイプは、複数の核を持つことができます。
詳細については、 細胞核
細胞核の機能
細胞核は細胞内で最も重要な細胞小器官であり、細胞体積の10〜15％を占めています。核には、細胞の遺伝情報のほとんどが含まれています。人間の場合、細胞核に加えて、ミトコンドリアにはDNA（「ミトコンドリアDNA」）も含まれています。ただし、ミトコンドリアゲノムは、エネルギー生産のために呼吸鎖で主に必要とされるいくつかのタンパク質のみをコードします。
詳細については、以下をご覧ください。
- ミトコンドリア
- 人間の細胞呼吸（呼吸鎖）
細胞核のイラスト
- 核-
核 - 外核膜
（核膜）
Nucleolemma - 核内膜
- 核小体
核小体 - 核プラズマ
核質 - DNAスレッド
- 核膜孔
- 染色体
- 細胞
セルラ
A-核
B細胞
Dr-Gumpertのすべての画像の概要は、医療画像の下にあります。
遺伝子情報の保存
デオキシリボ核酸（DNA）の貯蔵庫として、細胞核は細胞の制御中心であり、細胞代謝の多くの重要なプロセスを調節します。細胞核は細胞が機能するために不可欠です。核のない細胞は通常生き残ることができません。これの例外は有核赤血球です（赤血球）。調節機能に加えて、細胞核のタスクには、DNAの保存、複製、および伝達が含まれます。
DNAは、細胞核内に長い鎖状の二重らせんの形で存在し、コアタンパク質であるヒストンとともに染色体にコンパクトに詰め込まれています。染色体はクロマチンで構成されており、細胞分裂中に顕微鏡で見える染色体にのみ凝縮します。すべての人間の細胞は重複して23の染色体を含み、それらは両方の親から受け継がれています。細胞内の遺伝子の半分は母親からのもので、残りの半分は父親からのものです。
細胞核は、RNAから作られたメッセンジャー分子を使用して細胞内の代謝プロセスを制御します。遺伝情報は、細胞の機能と構造に関与するタンパク質をコード化しています。必要に応じて、遺伝子と呼ばれるDNAの特定のセクションがメッセンジャー物質（メッセンジャーRNAまたはmRNA）に転写されます。形成されたmRNAは細胞核を離れ、それぞれのタンパク質の合成のテンプレートとして機能します。
DNAは、4文字で構成される一種の暗号化された言語と考えてください。これらは、アデニン、チミン、グアニン、シトシンの4つの塩基です。これらの文字は単語を構成し、それぞれがコドンと呼ばれる3つの塩基で構成されています。
遺伝子の塩基配列はそれぞれのアミノ酸をつなぐことでタンパク質に翻訳されるため、各コドンは特定のアミノ酸をコードし、タンパク質生合成の基礎を形成します。この暗号化された情報全体は、遺伝暗号と呼ばれます。塩基の特定の配列は私たちのDNAをユニークにし、私たちの遺伝子を決定します。
しかし、DNAの構造には塩基だけが関与しているわけではありません。 DNAは一列に並んだヌクレオチドで構成されており、ヌクレオチドは糖、リン酸塩、塩基で構成されています。ヌクレオチドは、らせん状の二重らせんの形をしたDNAのバックボーンを表しています。さらに、この鎖はさらに凝縮されて、細胞の小さな核に収まります。次に、DNAのパッケージングの一形態としての染色体についても話します。細胞分裂ごとに、完全なDNAがコピーされるため、各娘細胞にも完全に同一の遺伝情報が含まれます。
DNAのパッケージングに使用される染色体
染色体は、細胞分裂中にのみ見える遺伝物質（DNA）のパッケージの特定の形式です。 DNAは線形構造であり、長すぎて自然な状態で細胞核に収まりません。この問題は、DNAのさまざまな省スペーススパイラルと、DNAが包み続けることができる小さなタンパク質の組み込みによって解決されます。 DNAの最もコンパクトな形は染色体です。顕微鏡下では、これらは中央にくびれのある棒状の物体のように見えます。この形態のDNAは、細胞分裂中、つまり有糸分裂中にのみ観察できます。次に、細胞分裂はいくつかの段階に分けることができ、それによって染色体は中期で最もよく表されます。正常な体細胞には、46本の染色体からなる2組の染色体があります。
細胞核分裂の詳細については、次のURLをご覧ください。 有糸分裂
細胞核の一部としてのRNA
RNAは、DNAと同様の構造を持つリボ核酸を表します。ただし、これは一本鎖構造であり、個々の成分がDNAとは異なります。さらに、RNAはDNAよりもはるかに短く、それに比べていくつかの異なるタスクがあります。このようにして、RNAは、さまざまなタスクを実行するさまざまなRNAサブグループに分割できます。とりわけ、mRNAは細胞核の分裂中に重要な役割を果たします。 tRNAと同様に、タンパク質や酵素の生産にも使用されます。 RNAの別のサブグループはrRNAであり、これはリボソームの一部であるため、タンパク質の生産にも関与しています。
タンパク質合成
タンパク質生合成の最初のステップは、DNAのmRNAへの転写です（転写）そして細胞核で起こります。 DNAの鎖は、相補的なRNA配列のテンプレートとして機能します。しかし、細胞核内ではタンパク質を生成できないため、形成されたmRNAは細胞質に放出され、リボソームに運ばれ、そこでタンパク質の実際の合成が最終的に行われます。リボソーム内で、mRNAはタンパク質を構築するために使用されるアミノ酸の配列に変換されます。このプロセスは翻訳として知られています。
ただし、メッセンジャーRNAをコアから輸送する前に、最初に多くのステップで処理されます。つまり、特定の配列が追加または切り取られて、再びまとめられます。これは、1つの転写産物から異なるタンパク質変異体が生じる可能性があることを意味します。このプロセスにより、人間は比較的少ない遺伝子で多数の異なるタンパク質を生産することができます。
レプリケーション
細胞核で起こる細胞のもう一つの重要な機能は、DNAの複製です（レプリケーション）。細胞内には、蓄積と分解の一定のサイクルがあります。古いタンパク質、汚染物質、代謝産物が分解され、新しいタンパク質が合成され、エネルギーが生成される必要があります。さらに、細胞は成長し、2つの同一の娘細胞に分裂します。ただし、細胞が分裂する前に、まずすべての遺伝情報を複製する必要があります。生物内のすべての細胞のゲノムは完全に同一であるため、これは重要です。
複製は、細胞核での細胞分裂中の正確に定義された時点で行われます。両方のプロセスは密接に関連しており、特定のタンパク質によって制御されています（酵素）規制されています。まず、二本鎖DNAが分離され、各一本鎖がその後の複製のテンプレートとして機能します。これを行うために、さまざまな酵素がDNAにドッキングし、一本鎖を補完して新しい二重らせんを形成します。このプロセスの最後に、DNAの正確なコピーが作成され、分裂したときに娘細胞に渡すことができます。
ただし、細胞周期のいずれかの段階でエラーが発生すると、さまざまな変異が発生する可能性があります。細胞周期のさまざまな段階で自然発生する可能性のあるさまざまな種類の突然変異があります。たとえば、遺伝子に欠陥がある場合、それは遺伝子突然変異と呼ばれます。ただし、エラーが特定の染色体または染色体部分に影響を与える場合、それは染色体変異です。染色体数が影響を受けると、ゲノム変異を引き起こします。
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核膜孔とシグナル伝達経路
核膜の二重膜には、核から出入りするタンパク質、核酸、シグナル物質の選択的輸送に役立つ細孔があります。
特定の代謝因子とシグナル物質は、これらの細孔を通って核に到達し、そこで特定のタンパク質の転写に影響を与えます。遺伝子情報のタンパク質への変換は厳密に監視されており、多くの代謝因子やシグナル物質によって制御されています。細胞内で起こり、核内の特定のタンパク質の遺伝子発現に影響を与える多くのシグナル伝達経路。
核体（核小体）
真核細胞の核の中には核小体、核体があります。細胞は1つまたは複数の核小体を含むことができ、非常に活発で頻繁に分裂する細胞は最大10個の核小体を含むことができます。
核は球形で緻密な構造であり、光学顕微鏡ではっきりと見ることができ、細胞核内ではっきりと区切られています。それはコアの機能的に独立した領域を形成しますが、それ自体の膜に囲まれていません。核小体は、密集した集合体の中に一緒にあるDNA、RNA、およびタンパク質で構成されています。リボソームサブユニットの成熟は核小体で起こります。より多くのタンパク質が細胞内で合成されるほど、より多くのリボソームが必要となるため、代謝的に活性な細胞はいくつかの核体を持っています。
神経細胞の核の機能
神経細胞の核にはさまざまな機能があります。神経細胞の核は細胞体にあります（相馬）小胞体（ER）やゴルジ装置などの他の細胞成分（細胞小器官）と一緒に。すべての体細胞と同様に、細胞核にはDNAの形で遺伝情報が含まれています。 DNAが存在するため、他の体細胞は有糸分裂を介して複製することができます。ただし、神経細胞は神経系の一部である非常に特異的で高度に分化した細胞です。その結果、彼らはもはや倍増することができません。しかし、細胞核は別の重要な仕事を引き受けます。とりわけ、神経細胞は私たちの筋肉の興奮に関与しており、それが最終的に筋肉の動きにつながります。神経細胞間および神経細胞と筋肉間のコミュニケーションは、メッセンジャー物質を介して行われます（送信機）。これらの化学物質やその他の重要な生命維持物質は、細胞核の助けを借りて生成されます。細胞核だけでなく、体細胞の他の構成要素も重要な役割を果たします。さらに、細胞核は神経細胞を含むすべての細胞のすべての代謝経路を制御します。これを行うために、細胞核にはすべての遺伝子が含まれており、用途に応じて、それらを読み取って必要なタンパク質や酵素に翻訳することができます。
あなたは神経細胞の特異性についてのより多くの情報を以下で見つけることができます： 神経細胞
