1.4: 真核生物の区画化

真核細胞を見分ける特徴の1つは、核やミトコンドリアなど、膜と結合した特定の機能を担う細胞小器官が存在することです。生体膜はごく限られた物質しか透過しないため、細胞小器官の周囲にある膜は、内部状態の制御された区画を形成します。このような微小環境は、多くの場合、周囲の細胞質環境とは異なり、細胞小器官の特定の機能に合わせて作られます。

例えば、動物細胞の中で分子や細胞残骸を消化する細胞小器官のリソソームは、周囲の細胞質よりも酸性の環境を維持しています。リソソームの酵素が反応を起こすのに低いpHを必要とするからです。同様に、ミトコンドリア内でもpHは調整されており、ミトコンドリアがエネルギーを生産する機能を果たすのを助けます。

さらに、タンパク質の中には、適切な折り畳みや処理のために酸化環境を必要とするものがありますが、細胞質は一般的に還元性です。したがって、これらのタンパク質は小胞体のリボソームによって作られ、そこでは必要な環境が維持されます。タンパク質はしばしば、膜に結合した小胞を介して細胞内を輸送されます。

真核細胞の遺伝物質は核の中に格納されており、核は核膜と呼ばれる二重膜で囲まれています。核膜にある小孔は、核を出入りできる分子やイオンを制御します。例えば、メッセンジャーRNA（mRNA）は、この孔を通り核から出て、DNAにコードされた遺伝的説明書を持ってリボソームへ運ばれ、そこでmRNAはタンパク質へと翻訳されます。

細胞小器官は、危険な物質を封じ込めたり、中和したりして細胞を保護することもできます。例えば、ペルオキシソームは酸化反応を行い、細胞にとって有害な過酸化水素を生成しますが、その過酸化水素を無害な酸素と水に変換する酵素も持ちます。このように、区画化することで、真核細胞は、必要な環境や生成される副産物の点で相容れない様々な異なる機能を実行することができます。

真核細胞は 内部に多数の区分があります 膜で包まれた細胞小器官により 微小環境内で 非常に特異的な機能が生じ 細胞質内部と細胞外環境の 両方から保護しています 例えば核は 内部の遺伝子を正確に調節するのに 制御された条件が必要です そのため二重の膜の 核膜で囲まれています mRNA のように どの分子が出入りできるかを 制御する孔があります さらに一部のタンパク質は 酸化的環境を必要とし 還元的なサイトゾルから 単離する必要があります それでリボソームは小胞体内で これらのタンパク質を産生し 重要な変異が生じます その後の動きは その最終目的地へと向かう途中で 小胞と呼ばれる 小さな化学的マイクロコズムの 中でも生じます ペルオキシソームなどの他の細胞小器官は 毒性化合物を水などの無害な分子に 変換する酵素を隔離して 過酸化水素など 自らの有害な副生成物から保護します 同様に リソソームも酵素を分離しますが 理由は異なります 細胞質ハーバーよりも かなり低いpHが必要な 消化反応を保護するためです ミトコンドリアは 2つの膜の間の内部が 酸性になっていて エネルギーの生産に役立ちます 全体的に見て 真核生物の区分化は もし何らかの形で格納せずに 同時に行われたなら 相容れない作用をサポートしています