今までに、少なくとも一つのことを理解している必要があります – 私たちは、細胞のそれぞれのコンポーネントについての事実を生成しようとしている – それは動物細胞や植物細胞である。 私たちはすでに細胞膜の事実を取り上げ、細胞質の事実も取り上げました。

今度は、細胞の他の構成要素に移る番です。 そこで、ミトコンドリアの事実から始めることにしました。 ミトコンドリアは、細胞の「発電所」としてよく知られています。 でも、なぜでしょう？ 3197>

その質問に答えるのはもちろんですが、この重要な細胞小器官と通常関連している他のさまざまな疑問についても考えてみましょう。 始めましょう…

名称 ミトコンドリア	語源は2つのギリシャ語-MitosとChondros-からきています。 Mitosは糸、Chondrosは顆粒を意味する
色	茶色がかった赤-細胞の中で唯一着色している部分
サイズ	0.5ミリ。5ミクロン～1ミクロン（動物細胞）
存在	動物と植物の両方の細胞
存在	すべての真核細胞
ゲノム ミトコンドリアは独自のゲノムとDNAを持つ
mtDNA	Mitochondrial DNAは円形
能力	必要に応じて自己分裂できる

＜6402>1. ミトコンドリアは、細胞内に存在する小器官である。 どのような細胞ですか？ 真核細胞（核をもたない原核細胞に対し、核をもつ真核細胞）のひとつひとつに存在しています。 真核細胞の中には、細胞質内にミトコンドリアが存在します。 ここで一つ知っておいていただきたいのは、「ミトコンドリア」という言葉は、実は複数形だということです。 単数形は「ミトコンドリオン」といいます。

3.ここで、非常に重要な質問があります。 1つの細胞にはいくつのミトコンドリアが存在するのでしょうか？ さて、その数はさまざまです。 たとえば、複雑な生物は、そうでない生物に比べて細胞内のミトコンドリアが多くなります。 また、生物の体内の組織は、その組織の各細胞に存在するミトコンドリアの数を定義することになります。 お分かりになりませんか？

5. ミトコンドリアは、細胞の発電所として知られています。 細胞の機能を遂行するために必要なエネルギーを生産しています。 ですから、もし組織が広範囲な仕事をするように設計されていれば（人間の筋肉組織など）、その組織の細胞にはより多くのミトコンドリアが存在することになります。 では、1つの細胞にはどれくらいのミトコンドリアが存在するのでしょうか？ その数は、細胞の中にあるミトコンドリア1個のような小さなものから、1つの細胞の中にある数千個のミトコンドリアまであります。

興味深いミトコンドリアの実情。 6-10｜ミトコンドリアの構造

6.ミトコンドリアの構造についてですが、この小器官は複雑な構造を持っています。 ミトコンドリアの形や大きさを知りたがっても、誰も適切な答えを出すことができません。 なぜなら、ミトコンドリアは形も大きさもかなり異なるからです。

7 しかし、一般的にミトコンドリアはほぼ楕円形をしています。 しかし、形や大きさに関係なく、オルガネラの全体的な構成は同じであることは興味深いことです。 ミトコンドリアには二重の膜があり、第一層の膜（通常、外膜と呼ばれる）はミトコンドリアの内部を保護する層になっています。 ミトコンドリアが丸い塊のような外観であろうと、長い棒のような形状であろうと、外膜はそこに存在することになる。 この外膜は滑らかである

9. 外膜の内側には、内膜と呼ばれる別の膜がある。 この内膜は、他の細胞小器官には存在しないという意味でユニークである。 そしてまた、内膜はしわくちゃに折り畳まれている。 実際に何度も折り重なっているのです！

10. しかし、そもそもなぜこのようなひだが存在するのだろうか。 なぜ内膜は外膜のように滑らかであってはいけないのでしょうか？ 素晴らしい質問ですね。 ここに答えがあります。

面白いミトコンドリアの事実。 11-15｜ミトコンドリアの構造

11. 表面積を増やす必要性とは？ あなたの教室を想像してみてください。 教室の大きさを小さくするとどうなるでしょうか。 教室に収容できる生徒の人数が少なくなります。 内膜のひだによって表面積が増え、化学反応のためのスペースが広くなります

12. つまり、より多くの化学反応を起こすことができる。 もし内膜が滑らかであれば、表面積が少なくなるため、起こりうる化学反応の数は著しく減少していただろう。 このことから、内膜では多くの化学反応が行われていると言うことができる

13. それから、ミトコンドリア内部にはクリスタがあります。 あれはいったい何なのだろう。 それは、ミトコンドリアの内膜が作るひだのようなものにほかなりません。 このクリスタが、実は表面積を増やしているのです。 外膜と内膜の間には空間があります。 この空間は膜間空間と呼ばれる。

15. 内膜の間の空間は液体で満たされている。 この液体はマトリックスと呼ばれる。 ミトコンドリア内部に存在するタンパク質のほとんどは、マトリックスに存在する。 だから、マトリックスは映画ではない。

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Interesting Mitochondria Facts: 16-20｜ミトコンドリアの機能

16. ミトコンドリアは、細胞がすべての機能を果たすために使用するエネルギーを生成します。 これは基本的に、生物が行うすべてのことは、ミトコンドリアが作り出すエネルギーのおかげであることを意味します。 これが、ミトコンドリアが細胞の発電所と呼ばれる所以です

17. このエネルギーはどのようにして生み出されるのでしょうか。 生物が食べる食物には化学エネルギーが含まれており、これを利用可能なエネルギーに変換する必要があります。 それを行うのがミトコンドリアの仕事である。 生物（私たち）が食べた炭水化物（ブドウ糖）や脂肪酸は、ミトコンドリアによって化学エネルギーに変換されます。 生物が摂取した炭水化物は、まずピルビン酸と呼ばれるものに分解される。 これはミトコンドリアの外で行われる。 そして、このピルビン酸がミトコンドリアの中に入ってくるのです。 一方、脂肪酸は直接ミトコンドリアに入ります

19. ミトコンドリア内に入ると、ピルビン酸や脂肪酸はアセチル-CoAに変換されます。 アセチルCoAは、オルガネラ（ミトコンドリア）がマトリックスに存在する酵素を使って作り出す分子の一種です

20. アセチル-CoAが生成されると、それは「クエン酸サイクル」として知られる第2のタイプの化学反応の出発点となる。 この第二の化学反応の別名は「クレブス回路」です。

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21. クエン酸サイクルのクレブスサイクルでは、アセチル-CoAに含まれる炭素原子を用いて、酸化的代謝（酸素を用いた代謝）によりCO2（二酸化炭素）を生成する。 CO2は老廃物として細胞の外に排出される。 このクレブスサイクルが行う最も重要なことは、非常に高いエネルギーの電子を生成することである。 そして、この高エネルギー電子は、NAD+とFADという2つの酵素を還元し、同じく酵素であるNADHとFADH2に変化させます。 ここで一つ注意しなければならないのは、NAD+とNADHは補酵素であるということだ。 同様に、FADとFADH2も補酵素である。 前者が酸化型、後者が還元型であることから補酵素と呼ばれています。 つまり、NAD+とFADは酸化型であり、NADHとFADH2は還元型である。 そして、キャリアー酵素（還元型、つまりNADHとFADH2）は、ミトコンドリアのマトリックスからミトコンドリアの内膜に輸送される。 内膜に到達すると、第三の化学反応が始まる。 この化学反応は酸化的リン酸化と呼ばれている

24. 酸化的リン酸化では、キャリア酵素が電子を手放す。 高エネルギー電子を手放すと、NAD+とFADという酸化的な状態に戻る。 放出された電子は、電子輸送体（ミトコンドリア内膜に存在）を通り、酸素（最終的な電子受容体）へと向かう。 さて、電子輸送連鎖の内部には、いくつかの電子受容体が存在する。 これらの受容体分子は、自由エネルギーの制御された放出として知られている方法で、高エネルギー電子のエネルギーを徐々に奪っていきます。 26-30｜ミトコンドリアの機能

26. 高エネルギー電子が電子輸送系を通過してエネルギーを失うと、ミトコンドリアの内膜に「電気化学的勾配」と呼ばれるものが生じます

27. この電気化学的勾配が、アディノシン三リン酸（ATP）を生成するためのすべてのエネルギー（電子から剥離したもの）を供給する。 ATP分子は基本的に細胞で使われるエネルギー分子である

28. 電気化学的勾配のエネルギーは、アディノシン二リン酸（有機化合物）とPi（無機リン酸）をATP（有機化合物）に変換するために使用されます.

29. このADP＋PiからATPへの変換は、実際には5種類の呼吸鎖酵素複合体（電子輸送鎖を形成している）を用いている。 この5つの複合体のうち、最初の4つは、生物が呼吸する酸素分子まで電子を輸送するのに使われる。 最後の5番目の複合体は、ADP＋PiをATPに変換するものです。 この5つの複合体の名前は何でしょうか？

• 複合体I（NADHデヒドロゲナーゼ）
• 複合体II（コハク酸デヒドロゲナーゼ）
• 複合体V（チトクロムc還元酵素）
• 複合体IV（チトクロムc酸化酵素）
• 複合体V（ATP合成酵素）

  として知られ、30. ミトコンドリアのもう一つの機能は、細胞内のカルシウムイオン（Ca2+）濃度を制御することである。 このため、ミトコンドリアと小胞体は密接に連携して、細胞質内のカルシウム量を制限する必要がある。 ミトコンドリアのその他の機能としては、

  • 細胞周期を制御する
  • 細胞増殖を制御する
  • シグナル伝達に関与する
  • 細胞分化にも関与する
  • 細胞死のプロセスに関与する

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  酸素について –

  ミトコンドリアについて: 31-35｜ ミトコンドリアのDNA

  31. ミトコンドリアの事実の中で、最も不可解なものの一つをご紹介しましょう。 ミトコンドリアは、ミトコンドリアが存在する細胞の生物のDNAとは別に、自分自身のDNAを持っているのです。 また、独自のリボソームも持っている！

  32. ミトコンドリアのDNAは、リボソームとともに、ミトコンドリアのマトリックスに存在する！

  33. ミトコンドリアDNAまたはmtDNAは、細胞の他の構成要素を使用せずに、それ自身の使用のためにタンパク質を合成する責任があります。 mtDNAは円形の鎖です。

  34. ミトコンドリアが最初に大きくなってから分裂して、細胞内のミトコンドリアの数を増やすことで、素早く分裂できるのは、この円形のDNA鎖のおかげである。 これは、細胞がより多くのエネルギーを必要とするときに起こります。 細胞のエネルギー要求が減少した場合、過剰なミトコンドリアは単に死んでしまうのです

  35. 別個のミトコンドリアDNAまたはmtDNAの存在により、多くの科学者は、ミトコンドリアは細胞内に住む別個の共生細菌であると信じている。 実際、ミトコンドリアのゲノムはバクテリアのゲノムと非常によく似ています

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  興味深いミトコンドリアの事実。 36-40｜Mitochondria Fun Facts

  36. 多くの科学者は、ミトコンドリアは内共生体だと言っています。 意味は？ 何百万年も前、地球上で生命が初めて進化したとき、酸素はなかったという説です。 そこで、最初の生物は嫌気性呼吸を利用した。 ATPの生産効率が悪かったのです

  37. 数百万年後に植物や樹木がやってきて、酸素を生産するようになった。 それは好気性呼吸を持つ原始的な真核細胞が存在するようになった時である。 彼らはATPを効率的に生産していた。 これらの真核細胞は、その後、嫌気性呼吸に依存していた他の宿主真核細胞に飲み込まれた

  38. 好気呼吸ができるこれらの新種の真核細胞を消化する代わりに、宿主細胞はそれらを永久的なメンバーにし、飲み込まれた細胞が非常に効率的にATPを生産し、宿主細胞がATPを使用できるようにする共生関係を開始しました。 その見返りとして、宿主細胞は飲み込んだ細胞に常に食料（遺伝子によって核でコード化され、細胞質で合成され、最終的にミトコンドリアに送られるタンパク質）を提供したのです。 精子には、精子の運動性を担うミトコンドリアがある。 しかし、精子が卵細胞に受精すると、精子のミトコンドリアは破壊される。 つまり、子孫に見られるmtDNAは、実は母方から来たものなのです。 ごくまれに、男性のミトコンドリアが子孫に入ることもある

  40. ミトコンドリアは茶色がかった赤色をしています。 メラニンがない場合、人間はミトコンドリアの色をしている。なぜなら、細胞の中で唯一色がついているのがミトコンドリアだからだ。 人間の皮膚に関する50の興味深い事実

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