item25
活性酸素
item10
item9
細胞の構造図
地球の構造図
原子は直径が1cmの1億分の1程度(約10-8cm)の大きさで、さらにその中央に原子の直径の10万分の1〜1万分の1(約10-13cm〜約10-12cm)の原子核があり、そのまわりを電子がまわっていると考えられており、ちょうど太陽のまわりの惑星の様子に似ています。例えば、最も小さい水素原子の原子核の大きさを半径1mとすると電子は半径100km先を回っていることになります。
原子は電子殻がエネルギー
分子軌道
細胞は、原子や地球等の恒星と同じような構造になっています。

ゴルジ体

ミトコンドリア

粗面小胞体

上部マントル

(カンラン岩)

  地殻

(花●岩・玄武岩)

〈地球内部構造〉

〈地震波の伝播〉

核膜

2層の核膜は外膜で小胞体とつながっている

核膜孔

小胞体

核小体

染色体

DNA結合
item8a
光学異性体
item29
水素原子(+)
水素原子(+)
酸素原子(−)
item24a
水素原子と酸素原子が共有結合して水分子となると、水分子中の水素原子は+、酸素原子は−の電気をおびる(極性)。そのため固体の水(氷)や液体の水では、水分子は+と−の引力によってたがいに結びついている(水素結合)。
item5a
item6a
item26a
item13a

遺伝子の本体であるDNAは「デオキシリボース」と呼ばれる糖と、リン酸が長くつながった2本の鎖がらせん状によじれた構造を持つ。鎖の間を、塩基対がはしごのようにつないでいる。塩基はアデニンとミチン、グアニンとシトシンが対をつくる。この塩基の並び方こそが遺伝の情報となる。

水分子は、酸素原子と水素原子が共有結合した分子

細胞内部の水に溶けている元素と電解質

細胞内部の水に溶けている主な元素と電解質は、カリウムとリン酸水素イオンである。反対に、カルシウムや塩素はほとんど溶けていない。

海水に溶けている元素

海水の成分は、場所や推進によって少しずつ異なる。到達する太陽光線の量生息する生物の量、流入する真水の量などが違うからである。ここでは、平均の値を示している。海水に溶けている主な元素は、ナトリウムと塩素である。

血液に溶けている元素と電解質

血液に溶けている主な元素は、ナトリウムと塩素である。酸素や二酸化炭素は直接血液に溶けているのではなく、赤血球によって運搬されている。

細胞はDNAの情報をもとに(1)、タンパク質をつくる(2)。タンパク質は細胞内で働いたり、小胞体(3)、ゴルジ体(4)経由で細胞外に運ばれたりする。細胞膜は脂質二重膜で出来ており、さまざまなタンパク質が埋め込まれている(5)。細胞質基質には、物質があふれている(6)。生命活動のエネルギーの多くは、ミトコンドリアがつくる(7)。

DNA

チミン(T)

アデニン(A)

デオキシリボース

リン酸

シトシン(C)

グアニン(G)

共有結合

共有電子

電子

酸素原子

水素原子

104.5度

共有結合部分の電子雲

硫酸イオン(0.4%)

ナトリウム(2.5%)

リン酸水素イオン

(41.5%)

カリウム(48.3%)

炭酸水素イオン(4.8%)

マグネシウム(2.5%)

硫黄(2.7%)

ナトリウム

(32.4%)

塩素(58.2%)

カリウム(1.2%)

カルシウム(1.2%)

マグネシウム(3.9%)

硫酸イオン(0.5%)

リン酸水素イオン(1.1%)

カリウム(1.7%)

カルシウム(1.1%)

1.核に保存された遺伝情報の読み込み

マグネシウム(0.4%)

2.遺伝情報に基づいたタンパク質の合成

5.細胞膜による物質の出入りの管理

6.物質に富んだ細胞内

7.エネルギ−生産

4.タンパク質の輸送(ゴルジ体)

3.タンパク質の輸送(小胞体)

塩素(40.6%)

ナトリウム

(36.3%)

炭酸水素イオン

(18.3%)

DNAの複写

DNAの複写

物質の移動

細胞内物質

エネルギー生産

タンパク質輸送

タンパク質輸送

item12a

リン脂質は水分子によって自然に二重膜の球となる

リン脂質は水中で、水になじみにくい部分を内側にして二重膜となり、さらに自然に球へと形を変化させる。

タンパク質は水分子によって自然に折りたたまれる

タンパク質は水中で、水になじみやすいアミノ酸が連続する部分を外側に、水になじみにくいアミノ酸が連続する部分を内側にして折りたたまれる傾向がある。

リン脂質とタンパク質で出来たコアセルベート

オパーリンは、水にリン脂質とタンパク質を混合したものから「コアセルベート」と呼ばれる微小な球体を作り出し、それが原子の生命(細胞)の形であると主張した.コアセルベートはリン脂質の二重膜を持った微小な球体で、内部にはタンパク質を含んでいる.

上は、「リゾチーム」というタンパク質の立体構造をほどいてのばし、その先頭部分の30個ほどのアミノ酸のつながりを示したもの。左は、リゾチームの水中の中で立体構造。左下は、リゾチームの折りたたまれ方をリボンで表したもの。青色の部分が水になじみやすいアミノ酸、黄色の部分が水になじみにくいアミノ酸、灰色の部分は中間のアミノ酸を示している。

 リゾチームは、130個のアミノ酸のつながりからなる。130個のアミノ酸のうち、水になじみやすいアミノ酸が47個、水になじみにくいアミノ酸が48個、中間のアミノ酸が35個である。

 外側に折りたたまれているアミノ酸の数は全部で80個で、水になじみやすいアミノ酸が44個、水になじみにくいアミノ酸が17個、中間のアミノ酸が19個である。一方、内がウェアに折りたたまれているアミノ酸の数は全部で50個で、水になじみやすいアミノ酸が3個、水になじみにくいアミノ酸が31個、中間のアミノ酸が16個である。つまり、水になじみやすいアミノ酸が外側に、水になじみにくいアミノ酸が内側に折りたたまれる傾向にある。

 リゾチームは細菌の細胞壁を分解して、感染から体を守っている酵素タンパク質である。

折りたたまれたタンパク質(リゾチーム)

コアセルベートの

リン脂質二重膜

拡大

水ににじみやすい部分

水ににじみにくい部分

リン脂質二重膜

より安定な形に

なろうとする

最終的に二重膜の

球になる

水になじみやすいアミノ酸

水になじみにくいアミノ酸

水になじみやすいアミノ酸

水になじみにくいアミノ酸

ほどけたタンパク質

折りたたまれたタンパク質

ほどけたタンパク質(リゾチーム)

item29a
item28a
item31a
 くび、脇の下、足の付け根などリンパ節の内部は、体の隅々から集められるリンパ液を濾過する装置でリンパの関節のような所です。

4 新たにくっついたアミノ酸

tRNAが、ATPから得たエネルギーを使って、先につくられたアミノ酸ひもの最後尾に新たなアミノ酸を結合させる。

キャップ構造

ここに特定のタンパク質が結合し、これをきっかけkにしてmRNAとリボソームが結合する。キャップ構造は、mRNAが核脱孔を通過する際の”通行手形”の役割も持っている。

折り畳まれて機能を持つ

連結されたアミノ酸のひもは、ほかのタンパク質の助けを借りながら折利他たまれ、固有の形(構造)をしたタンパク質として完成する。タンパク質がその機能を発揮するには形が重要となる。

イオンの通過

カルシウムイオン、カリウムイオン、ナトリウムイオンなどのイオン通過させるタンパク質。イオンの種類やイオンを通過指せる目的によって、チャネルの種類は異なる。チャネルは閉会する事が出来、通路がひらいた時に、イオンの濃度が高い方から低い方へとイオンが通過する。

細胞膜の固定

細胞膜は、タンパク質を仲介にして細胞骨格(細長い線維状のタンパク質)に固定されている。これによって細胞の形が維持されている。

ための装置が埋め込まれている

 例えば「イオンチャネル」(2)は膜をつくらぬトンネルのような構造を持つタンパク質である。刺激に応じて開閉し、特定のイオンがチャネルの内部を通過する。イオンはタンパク質を活性化したり、細胞内外の電気的な釣り合いを変化させたりと、さまざまなはたらきをもつ。

 また、細胞内の細胞骨格と結合して細胞の形を保つタンパク質などもある。「輸送体」(4)は膜を通過させたいものを通過させる。そして「受容体」(5)は、信号伝達物質を細胞内部に伝える役割を果たしている。

 このように脂質二重膜は、膜に埋め込まれたタンパク質とともに、さまざまな機能を果たしているのである。

細胞膜の構造とはたらき

細胞膜は、リン脂質という物質が2層に並んで1枚の膜を構成している。膜は柔軟性が高く、また、ほかの膜(ゴルジ体の輸送小胞など)と融合する事も出来る。水分子はリン脂質の頭の部分よりもやや小さいが、細胞膜を直接通過する事はほとんどない。電気を帯びた物質も通過出来ない。水やイオン、栄養素と言った物質の出入りは、膜に埋め込まれたさまざまなタンパク質によって管理されている。膜タンパク質にはこのほか、ほかの細胞からの信号伝達物質をキャッチしたり、となりの細胞の細胞膜と接着したりと、さまざまな役割を持つものがある。

エネルギーを使った輸送

物質の濃度が低い方から高い方へと物質を輸送する場合には、単純にトンネルをつくっただけでは物質が逆流するため、特別な輸送方法が必要になる。輸送体とよばれるタンパク質のグループは、輸送したい物質と結合した後、水からの構造を変化させ、物質を運ぶ。この場合、輸送体の構造を変化させるためにはエネルギーは必要となる。代表的なエネルギー源は、「ATP(アデノシン三燐酸)」という物質である(32〜33ページで紹介)。

信号伝達物質のキャッチ

ほかの細胞からさまざまな信号伝達物質が分泌されており、細胞膜には、これを受け取るたまの「受容体」が埋め込まれている。信号を受け取った(信号伝達物質と結合した)受容体は活性化され、細胞の内部の別のタンパク質へと信号が伝わる。

リボソーム

リボソーム

リボソーム

アミノ酸がつながったひも

(合成途中のタンパク質)

塩基の組み合わせが正しい時だけ結合する

リボソームの

移動方向

mRANと結合する

3つの塩基

次にくっつけられる

アミノ酸

アミノ酸のひも

アミノ酸がつなげられてひも状になっている

mRAN

できあがった

タンパク質

折りたたまれつつある

アミノ酸のひも

tRAN

tRAN

tRAN

となりの細胞の細胞膜

細胞と細胞の間の空間

細胞膜の基本構造

イオンチャンネル

細胞膜と細胞骨格を

固定するタンパク質

糖鎖

タンパク質の分泌

リン脂質の頭

リン脂質の足

リン脂質の足

細胞の内側

細胞の外から内へと入って来たイオン

リン脂質の頭

細胞骨格

信号を受ける受容体

物質を出入り

させる輸送体

タンパク質で二つの細胞の

細胞膜が接着されている

輸送体

信号伝達物質

輸送体の構造が変化し、輸送したい物質が細胞の中へと放たれる

輸送したい物質が入ってくる

コレステロール

(細胞膜の流動性を調節する)

開く

信号をさらに先へと伝えるタンパク質

ゴルジ体からタンパク質を運んで来て、細胞膜と融合する小胞

item30c
item33a

ミトコンドリアでATPの合成を進めるためには、水素イオンをミトコンドリアマトリックスからくみだすために使われた電子を最終的に受け取るものが必要となる。その役割を担うのが酸素である。また、栄養素を分解する過程では、二酸化炭素が排出される。結局、細胞は、食事で得た栄養素と呼吸で得た酸素を使ってエネルギーを生み出し、二酸化炭素を排出している事になる。

DNAの情報をRNAにコピーする

DNAにRNAポリメラーゼが結合し、DNAの情報をコピーしたRNAを組み立てていく。RNAポリメラーゼは、DNAの塩基対の結合を一時的に切り離し、むき出しになった塩基配列を鋳型にして、これと結合するRNAの塩基を組み立てていくのである。ただしRNAの場合、アデニンと結合するのはミチンではなく、ウラシルという塩基である。出来上がったmRNAは、核膜孔を通って核の外へと出る。なお、イラストではDNAを巻き付けるヒストン(36〜37ページ)は描いていない。

ATP合成のしくみ

1.

グルコースが分解されてでてきたビルビン酸がミトコンドリア内へ

2.

ビルビン酸を分解、電子を取り出す

二酸化炭素を排出

酸素を使用

ミトコンドリアマトリックス

クリステ

3.

電子のエネルギーを利用して、ミトコンドリアマトリックスからクリステへと水素イオンをくみ出す

4.

クリステの水素イオン濃度が上がり、濃度勾配が生まれたために、水素イオンがミトコンドリアマトリックスに戻る

5.

水素イオンがもどる際、ATP合成酵素を通過し、その一部を回転させる。その際、のエネルギーでATPが合成される

グルコース

ビルビン酸

水素イオンをくみ出すタンパク質

電子を取り出す

水を合成

リン酸基

電子      (酸素が受け取る)

ADP

ATP

クレブス回路

RNAの部品

糖とリン酸

塩基

RNAポリメラーゼの

移動方向

DNA

RNAポリメラーゼ

DNAの塩基配列に応じてRNAが連結されていく

鋳型となるDNAの塩基

ほどけたDNA

組み立てられつつあるRNA

核の外へと出て行くRNA

item1b
メルクマニュアル医学百科

がんを防いでいる遺伝子

ヒトのがんの進行と、DNA損傷を察知する遺伝子との関係が明らかになった。

●nature2005年4月14日号

 ギリシア、アテネ大学のゴルゴウリス博士らは、外科手術で摘出したヒトの肺の過形成(前がん状態)とがんの組織を調べた。過形成そしきではp53遺伝子は変異しておらず、遺伝子の不安定かの徴候はみられなかった。しかしp53が蓄積したり、アポトーシス(細胞死)が観察される事から、DNA損傷に対する応答をしている事が判った。さらにがんへの進行には、p53の遺伝子の不活性かやアポトーシスの現象が関連している事がわかった。

 この結果から、がんの進行はその初期段階からDNAの複製とかかわっており、選択的なp53遺伝子の変異につながっている、と博士らは考えている。

 タンパク質「p53」はDNA損傷に対してチェックポイント機能を持つ。それはDNA損傷を察知して、DNAの複製を止める機能である。p53遺伝子はヒトのがん組織内で突然変異を起こしている事が多いが、なぜ選択的に異変が起きるかは明らかでなかった。

p53 タンパク質

遺伝子の傷

傷の修復に関わる

タンパク質

アポトーシスを

おこした細胞

DNAの傷を修復中の細胞

item34
item38
item37
体内に侵入した病原体やがん細胞などの異物は、リンパ液の流れに乗ってリンパ節へ運ばれる。リンパ節の中では、「リンパ球」や「マクロファージ」などの細胞が待ち受けている。異物をみつけたマクロファージは、それを捕まえ、食べて消化してまう。さらに、マクロファージは、食べた異物の情報をリンパ球に伝える。この情報を得て、リンパ球は抗体を放出して異物を攻撃したり、異物にとりついて食べたりする。こうした連携で人体を守る。

協調してはたらく多細胞生物の細胞

すい臓のβ細胞、α細胞

血糖値(血液中のグルコース濃度)の上下を感知し、インスリンやグルカゴンなどのホルモンを分泌する。これらは血流で全身に送られる。

多細胞生物では、血糖値の調整に限らず、様々な細胞が協調して生命を維持している。

肝臓の細胞

インスリンを受け取るとグルコースを使ってグリコーゲンを合成する。グルカゴンを受け取るとグリコーゲンを分解し、グルコースを補充する。

骨格筋細胞

全身に分布する。インスリンを信号として受け取るとグルコースを取り込む。

マクロファージとリンパ球の連係プレー

3.

ヘルパーT細胞は、B細胞(リンパ球の一種)に指令をあたえ、抗体を生産させる。

1.

マクロファージは、ウイルスなどの異物を細胞内に取り込み(食作用)、その分解物を細胞表面に露出させる.

2.

マクロファージは、ヘルパーT細胞(リンパ球の一種)に異物の情報を教える(抗原提示).

ヘルパーT細胞は、キラーT細胞(リンパ球の一種)に指令を与え、ウイルスに感染した細胞を攻撃させる.

4.

リンパ管と

リンパ節

リンパ管

リンパ節

リンパ節

輸入リンパ管

(リンパ節に入るリンパ管)

輸出リンパ管

(リンパ節から出るリンパ管)

抗体

指令

指令

B細胞

ウイルス

ウイルスの分解物

マイクロファージ

マイクロファージ

ヘルパーT細胞

キラーT細胞

ウイルスに感染した細胞

攻撃

item12c
item13
水素原子図
原子核
電子殻の回転軌道の幅
電子殻
item5b
item4c
item23
原子の構造
 原子とは、これ以上わけられない基本な粒という概念から出た言葉ですが、現在は正の電荷を持つ陽子と電荷を持たない中性子からなりたっている原子核と、そのまわりにある負の電荷を持つ電子から成り立っていることがわかっています。中性の状態では陽子の数と電子の数は等しく、その数によって原子の性質が決まります。現在は人工的に作られる原子も含めて百種類以上の元素が知られています。
原子・細胞・地球は良く似た構造

原子核の周りを回る電子

1つの陽子からなる原子核

電子軌道

水素

ヘリウム3

リチウム6

アミノ酸がつながってタンパク質となる

核の外では、1本のmRNAに複数のリボソームが結合する。リボソームはmRNAの情報通りにアミノ酸を連結させ、タンパク質をつくる。20種類あるアミノ酸を、mRNAが指定する順番通りに連結させられるのは、tRNAのおかげである。tRNAはmRナの塩基三つ分に対応するアミノ酸をリボソームに運び込む。

IWIWF014420S1
item1a
免疫力は健康の要
T2a1a4
血液と
T2c1b
宇宙と
T2c1a2
水と人体と
T2c1a1b
水分子の世界①と
T2c1a1a4
水分子の世界②と
T2c1a1a1b
水分子の世界③と
T2c1a1a1a1
薬という治癒と
IWIWF063094S1b
生活習慣病と
IWIWF063094S1a2
においと
IWIWF063094S1a1b
加湿オゾンと
IWIWF063094S1a1a2
無氷結と
IWIWF063094S1a1a1b
腐らない水と
IWIWF063094S1a1a1a2
突発性難聴と
MAgf2110038906S1
T2a2b
血管とリンパと
T2a1a2a
リンパと
T2a1a3a
人体は4種の
T2c1a1a2a
生命誕生と
T2c1a1a3a2
リンパ・他と
T2c1a1a3c
原子と細胞と
T2c1a1a3b1
骨と腎臓と
T2c1a1a3a1a
血管・細胞と
MIL83019S1a2
MIL83019S1a1a
MIL83019S1b1
団体・研究
T2a1a1b
免疫力と
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人体にとって最も安全で安心な健康な免疫溶液となるよう研究を続けています
リンパ.皮膚.肝臓.筋肉と人体水分
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水と人体と人体水分
血管と細胞と人体水分
item6c
item6b2
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item6b1a2
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item6b1a1a1a1a1a1a1a1a1a1a1b
item6b1a1a1a1a1a1a1a1a1a1a1a1a
リンパとそのはたらきと人体水分
血液と人体水分
人体は4種のアミノ酸と人体水分
item6b1a1a1a1a1a1a1a1a1a1a1a1a1
item6b1a1a1a1a1a1a1a1a1a1a1a
白内障と人体水分
東洋医療と人体水分
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