高校生物「細胞骨格」微小管・中間径フィラメント・アクチンフィラメント

真核生物の細胞の形はどのように保たれているのでしょうか。今日は、細胞骨格という細胞内に張り巡らされている繊維状の構造、細胞骨格について学習します。

細胞骨格とは

細胞骨格とは、真核細胞の形状維持や細胞小器官の保持、細胞分裂や原形質流動に大きな役割を果たしているものです。これには、タンパク質でできた繊維状の構造物が関わっており、太さと構成タンパク質の違いにより、次の3つに分類することができます。太いものから順に紹介しています。

細胞骨格の中で最も太い（25nm）繊維が微小管です。球場のタンパク質であるチューブリンがいくつも重なり中空な管状の構造を作っています。微小管は細胞内で放射状に張り巡らされていて、細胞小器官の移動や物質を輸送する際のレールの役割を果たしています。

また、細胞の運動器官である鞭毛や繊毛を構成し、その運動にも関与しています。精子の鞭毛も微小管でできていることは必ず覚えておきましょう。細胞分裂の分裂期に形成される紡錘糸も微小管で構成されています。

微小管上にはモータータンパク質が存在し、このタンパク質によって細胞小器官の移動が可能になります。微小管上を運動するモータータンパク質にはダイニンとキネシンがあります。

ダイニン
微小管は一方の方向にのみ伸びますが、伸びる方向をプラス端、その反対側をマイナス端といいます。ダイニンは、プラス端からマイナス端に向かって移動します。神経細胞では軸索末端から細胞体の方へ物質を輸送します。鞭毛や繊毛に動きを与えているのもダイニンです。
キネシン
キネシンは微小管上をマイナス端からプラス端に向かって移動します。神経細胞では、細胞体から軸索末端へ物質を輸送します。

モータータンパク質とは、ATPを使って細胞骨格上を動くタンパク質です。微小管上を動くダイニンとキネシン、アクチンフィラメント上を動くミオシンがあります。ATPを加水分解し、発生したエネルギーを使って細胞の運動を引き起こします。分子モーターとも呼ばれます。