原形質は、生きている細胞材料です。この構造は1839年に壁と区別できる流体として最初に特定されました。それは透明で粘稠で伸張可能な物質であると考えられていました。それは明白な組織がなく、多数のオルガネラを持つ構造として解釈されました。
原形質は、原形質膜の内側に見られる細胞のすべての部分であると考えられてきました。しかしながら、原形質内に細胞膜、核および細胞質を含めた著者もいる。
動物の真核細胞。出典：Wikimedia CommonsのNikol valentina romero ruiz作
現在、原形質という用語は広く使用されていません。代わりに、科学者たちは細胞成分を直接参照することを好みました。
歴史
原形質という用語は、1839年にスウェーデンの解剖学者Jan Purkyne氏に起因しています。動物の胚の形成材料を指すために使用されました。
しかし、早くも1835年、動物学者のフェリックスドゥジャルディンが根足動物内の物質について説明しました。それはサルコダという名前を与え、それが物理的および化学的特性を持っていることを示しています。
その後、1846年にドイツの植物学者Hugo von Mohlは、原形質という用語を植物細胞内に存在する物質を指すように再導入しました。
1850年、植物学者のフェルディナンドコーンが条件を統一し、植物と動物の両方に原形質があることを示しました。研究者は、両方の生物において、細胞を満たす物質は類似していると指摘しています。
1872年、ビールはバイオプラズマという用語を導入しました。1880年、ハンスタインは細胞壁を除く細胞全体を指す新しい用語であるプロトプラストという言葉を提案しました。この用語は、セルを置き換えるために一部の作成者によって使用されました。
1965年、ラーディはサイトゾルという用語を導入しました。これは後に細胞内の液体に名前を付けるために使用されました。
原形質理論
解剖学者のマックスシュルツェは、19世紀の終わりに、生命の基本的な基礎は原形質であることを提案しました。シュルツェは、原形質が生物の組織の生命活動を調節する物質であることを示唆した。
シュルツェの作品は原形質理論の出発点であると考えられています。この理論は、1868年のトーマスハクスリーの提案と当時の他の科学者によって支持されていました。
原形質理論は、原形質が生命の物理的基礎であると述べました。この物質の研究により、遺伝のメカニズムを含む生物の機能を理解できるようになります。
細胞の機能と構造をよりよく理解することで、原形質理論はその妥当性を失いました。
一般的な特性
原形質はさまざまな有機および無機化合物で構成されています。最も豊富な物質は水で、その総重量のほぼ70％を占め、担体、溶媒、温度調節器、潤滑剤、構造要素として機能します。
さらに、原形質の26％は、一般に有機高分子で構成されています。これらは、小さなサブユニットの重合によって形成される大きな分子です。
これらの中には、細胞のエネルギーを貯蔵する炭水化物、炭素、水素、酸素からなる高分子があります。それらは原形質のさまざまな代謝および構造機能で使用されます。
同様に、さまざまな種類の脂質（中性脂肪、コレステロール、リン脂質）があり、これらは細胞のエネルギー源としても機能します。さらに、それらは異なる原形質機能を調節する膜の構成要素です。
タンパク質は原形質の組成のほぼ15％を占めています。これらの中には、構造タンパク質があります。これらのタンパク質は原形質フレームワークを形成し、その組織化と細胞輸送に寄与します。
原形質に存在する他のタンパク質は酵素です。それらは、すべての代謝プロセスの触媒（化学反応の速度を変える物質）として機能します。
同様に、その組成の1％にのみ対応するさまざまな無機イオン（カリウム、マグネシウム、リン、硫黄、ナトリウム、塩素）が存在します。これらは原形質のpHの維持に貢献します。
部品
原形質は、原形質膜、細胞質、核質から構成されています。しかしながら、今日、電子顕微鏡法の進歩のおかげで、細胞構造はさらに複雑であることが知られています。
さらに、多数の細胞内コンパートメントがあり、構造的に非常に複雑な細胞内容物があります。細胞質の一部としてここに含まれるオルガネラに加えて。
原形質膜
原形質膜または原形質膜は、約60％のタンパク質と40％の脂質で構成されています。その構造的配置は、流体モザイクモデルによって説明されます。これでは、膜はタンパク質が埋め込まれているリン脂質二重層を提示します。
すべての細胞膜はこの同じ構造を持っていると考えられています。しかし、原形質膜は細胞の最も厚い膜です。
原形質膜は光学顕微鏡では見ることができません。その構造を詳細に説明できるようになったのは、20世紀の50年代後半まででした。
細胞質
細胞質は、原形質膜内に見られるすべての細胞物質として定義され、核は含まれません。細胞質には、すべてのオルガネラ（形態と機能が定義された細胞構造）が含まれます。同様に、さまざまな細胞成分が浸されている物質。
サイトゾル
細胞骨格は、細胞のフレームワークを形成するタンパク質フレームワークを構成します。マイクロフィラメントと微小管で構成されています。マイクロフィラメントは主にアクチンでできていますが、他のタンパク質もあります。
これらのフィラメントは、細胞の種類によって化学組成が異なります。微小管は、基本的にチューブリンでできている管状構造です。
オルガネラ
核は、細胞の遺伝情報を含む細胞小器官です。その中で、細胞分裂のプロセスが発生します。
核の3つのコンポーネントが認識されます：核膜、核質、および核小体。核膜は細胞質から核を分離し、2つの膜ユニットで構成されています。
核質は、核膜によって内部的に境界付けられている内部物質です。それは多数のタンパク質を含む水相を構成します。主にそれらは核酸の代謝を調節する酵素です。
クロマチン（その分散相のDNA）は核質に含まれています。さらに、タンパク質とRNAによって形成される構造である核小体が提示されます。
特徴
細胞内で発生するすべてのプロセスは、そのさまざまなコンポーネントを介して、原形質に関連付けられています。
原形質膜は、細胞とそれを取り巻く環境との関係を制御する選択的構造障壁です。脂質は親水性物質の通過を妨げます。タンパク質は膜を通過できる物質を制御し、細胞への出入りを調節します。
解糖などの様々な化学反応がサイトゾルで起こります。これは、細胞の粘性、アメーバ運動、サイクロシスの変化に直接関与しています。同様に、それは細胞分裂中の有糸分裂紡錘体の形成において非常に重要です。
細胞骨格では、マイクロフィラメントは細胞の動きと収縮に関連しています。微小管は細胞輸送に関与しており、細胞を形作るのに役立ちます。彼らはまた、中心体、繊毛、べん毛の形成に参加しています。
細胞内輸送、ならびに物質の変換、組み立て、および分泌は、小胞体およびディクチオソームの責任です。
変換とエネルギー蓄積のプロセスは、葉緑体を持つ光合成生物で発生します。細胞呼吸を介してATPを取得すると、ミトコンドリアで発生します。
生理学的特性
原形質に関連する3つの生理学的特性が記載されている。これらは、代謝、生殖、および過敏性です。
原形質では、細胞のすべての代謝過程が起こります。一部のプロセスは同化作用があり、原形質の合成に関連しています。その他は異化であり、その崩壊に関与しています。代謝には、消化、呼吸、吸収、排泄などのプロセスが含まれます。
細胞分裂による生殖に関連するすべてのプロセス、およびすべての細胞反応に必要なタンパク質合成のコーディングは、原形質内に含まれる細胞の核で発生します。
過敏性は、外部刺激に対する原形質の反応です。これは、細胞がそれを取り巻く環境に適応することを可能にする生理学的応答を誘発することができます。
参考文献
- Liu D（2017）容器、物体、物質としての細胞と原形質：1835-1861。Journal of the History of Biology 50：889-925。
- Paniagua R、M Nistal、P Sesma、MÁlvarez-Uría、B Fraile、RAnadón、FJSáezおよびM Miguel（1997）植物および動物の細胞学および組織学。動物および植物の細胞および組織の生物学。第二版。McGraw Hill-Interamericana（スペイン）。マドリッド、スペイン。960ページ
- Welch GR and J Clegg（2010）原形質理論から細胞システム生物学まで：150年の考察。Am。J. Physiol。細胞生理。298：1280-1290。
- ウェルチGRおよびJクレッグ（2012）細胞対原形質：修正主義者の歴史。Cell Biol。Int。36：643-647。