Welcome
Today we will explore one of the biggest ideas in all of biology.
Every living thing on Earth: every tree, every mushroom, every whale, every bacterium, and every person: is made of cells.
Cells are the smallest units of life. Some organisms are just one cell. You come from roughly 37 trillion of them.
By the end of this lesson, you will understand what cells come from, how they work, & why scientists call them the building blocks of life.
What Do You Already Know?
Before we dive in, let's find out what you already know.
Inside a Cell
細胞の中には何がある？
細胞を小さな工場に例えてみましょう。壁、制御センター、機械、燃料があります。各部分には役割があります。
細胞膜: 細胞の外側の境界。出入りを制御する、セキュリティゲートのようなものです。
細胞質: 細胞を埋めるゼリー状の液体。すべての他の部分がその中を浮遊しています。
細胞核: 制御センター。細胞のDNAを保持し、細胞が行うすべてのことの指示を保持しています。
オルガネラ: 特定のタスクを実行する細胞内の特殊な構造。「小さな器官」を意味します。
すべての細胞は、ヒマワリであれサメであれ、これらの基本的な部分を持っています。
Nucleus & Beyond
細胞核：ミッションコントロール
細胞核は、ほとんどの細胞で最大のオルガネラです。染色体を含んでおり、染色体はDNAの長い鎖で構成されています。DNAは遺伝的指示を保存する分子です。
体が新しいタンパク質を作ったり、損傷を修復したり、成長したりするたびに、その指示は細胞核内のDNAから来ています。
その他の重要なオルガネラには以下が含まれます：
- リボソーム：DNAからの指示を読み取ってタンパク質を構築する小さな機械
- 小胞体 (ER): 細胞内を物質が通るトンネルのネットワーク
- ゴルジ体: タンパク質を必要な場所へ梱包・発送する、郵便局のような役割
2種類の細胞
植物細胞と動物細胞
植物細胞と動物細胞はどちらも膜、核、細胞質、オルガネラを持っています。しかし、植物細胞には3つの追加の特徴があります：
細胞壁: 膜の外側にある硬い層で、セルロースでできています。植物に構造を与えます。これが、木の幹が硬いのに対し、腕が柔軟な理由です。
葉緑体: 太陽光を捉えて光合成を通じて食物に変換するオルガネラです。緑色の色素であるクロロフィルを含んでいます：これが葉が緑色である理由です。
大きな中央液胞: 水と栄養分で満たされた大きな貯蔵区画です。植物がしっかりとした形を保つのを助けます。植物がしおれるのは、液胞が水分を失ったためです。
動物細胞には細胞壁、葉緑体、大きな中央液胞がありません。代わりに、動物は食物を食べてエネルギーを得ます。太陽光からエネルギーを生成することはありません。
ミトコンドリアとエネルギー
細胞のパワーハウス
このフレーズを聞いたことがあるでしょう。しかし、実際には何を意味するのでしょうか？
ミトコンドリアは、食物をエネルギーとして利用可能な形に変換するオルガネラです。彼らが生産するエネルギー分子はATP（アデノシン三リン酸）と呼ばれます。
ATPを小さな充電式バッテリーのように考えてみてください。筋肉が収縮したり、神経細胞が発火したり、細胞が分裂したりするたびに、ATPを使ってそれらを実行します。
ミトコンドリアを本当に興味深いものにしているのは、以下の点です：
- 1つの細胞には数百個、時には数千個ものミトコンドリアが含まれている
- エネルギーをより必要とする細胞（筋肉細胞や脳細胞など）には、より多くのミトコンドリアがある
- ミトコンドリアは、核内のDNAとは別に、独自のDNAを持っている
- 科学者は、ミトコンドリアがかつては自由生活をする細菌であったと考えています。数十億年前, より大きな細胞に飲み込まれたが、消化されるのではなく、共生関係になった。<|eos|>
最後のポイントは、あなたの細胞の奥深くに、かつて独立した生物だった構造があるということです。ある意味、あなたは共同作業の産物なのです。
How We See Cells
私たちはどうやってこれらすべてを知るのか？
細胞は肉眼で見るには小さすぎる。典型的なヒト細胞の大きさは約10マイクロメートル：つまり0.01ミリメートルだ。1ミリメートルの幅に約100個の細胞が収まる。
私たちは顕微鏡を使って細胞を見る：
- 光学顕微鏡は約1,000倍まで拡大できる：細胞や一部の大きな細胞小器官を見るのに十分だ
- 電子顕微鏡は2,000,000倍まで拡大できる：個々のリボソームや細胞膜の二重層まで見ることができる
最初に細胞を見たのは1665年のロバート・フックです。彼はコルクの薄い切片を顕微鏡で観察し、小さな四角形の区画を見つけました。これ cells と名付けたのは、修道院で僧侶が住む小さな部屋（cell）を思い起こさせたからです。
フックが実際に観察したのは、死んだ植物細胞の細胞壁でした。内部の生きている物質はすでに乾燥して失われていましたが、この名称は定着しました。
何に驚きましたか？
振り返り
今日、あなたは細胞膜からミトコンドリア、植物細胞から顕微鏡まで、多くのことを学びました。
細胞はどこにでも存在します。今この瞬間も、何兆もの細胞が協力してあなたを生き続けさせています。そして、それぞれの細胞は独自の小さな工場のように働いています。
あなたの学び
最後に一言
この地球上のすべての生き物は、基本的な構成要素である「細胞」を共有しています。
細菌の細胞、葉の細胞、そして人間の脳細胞はすべてDNAを使用し、膜を持ち、ATPで動いています。
その共有された設計は、地球上のすべての生命が共通の祖先から数十億年前に分岐したことを示す最も強力な証拠の一つです。