主な違い – 細胞質 vs 核形質
細胞質と核質は、真核生物の細胞に共通する特徴です。
細胞質は、細胞膜に包まれた樹液のことです。
核形質は、核膜に包まれた樹液です。
細胞質は既知のすべての細胞に存在するが、核質は真核細胞にのみ存在する。
細胞質は細胞小器官からなる細胞の液状の塊であるのに対し、核質は核小体を含む核の樹液であることが大きな違いです。
この記事では、次のことを見ています。
- 細胞質とは
– 定義、物理的性質、機能 - 核形質とは
– 定義、物理的性質、機能 - 細胞質」と「核質」の違いは何ですか？
細胞質とは
細胞質とは、細胞内の核を除いた液状の塊のことです。
真核細胞では、細胞質はサイトゾルと細胞内小器官から構成されている。
細胞質は、細胞膜に包まれたゲル状の物質です。
小器官は、真核細胞の膜に囲まれた内部構造体です。
原核生物には核がない。
したがって、原核生物の遺伝物質も細胞質内に含まれている。
さらに、原核細胞には他の膜結合型小器官もない。
したがって、原核細胞では、すべての代謝物が細胞質に溶け込み、タンパク質合成や呼吸などの細胞反応がすべて細胞質で行われる。
細胞質の物理的性質
細胞質は80％が水分で構成され、通常無色です。
細胞質は、内側に集中している「内質」と外側にある「外質」の2つの部分から構成されています。
エクトプラズムは細胞皮質とも呼ばれる。
細胞小器官や粒子を排除して残った細胞質は、グランドプラズムと呼ばれる。
光学顕微鏡ではヒアロプラズムと呼ばれる。
基底膜は非常に複雑な多相性システムです。
すべての細胞質要素やミトコンドリアや葉緑体などの大型オルガネラは、基底膜の中に浮遊している。
細胞質の機能
細胞質は、細胞質、細胞小器官、封入体の3つの要素から構成されている。
細胞質は、溶解した分子、細胞骨格フィラメント、および水から構成されている。
細胞骨格フィラメントの存在により、高分子の混在が起こる。
溶解した高分子は細胞質内の特定の場所に集中し、これをクラウディングという。
細胞質内の成分間の相互作用は、このクラウディングによって決定される。
細胞質内には、核、ミトコンドリア、小胞体、ゴルジ装置、葉緑体、液胞、ライソゾームなどの膜結合型小器官が浮遊している。
細胞質内に浮遊するオルガネラの一般化図を図1に示す。
シュウ酸カルシウム、デンプン、グリコーゲン、脂質滴下物などの小粒子は、包接体として細胞質内に浮遊している。
解糖などの代謝経路、mRNAの翻訳、細胞分裂などのプロセスのような細胞機能のほとんどは、細胞質内で起こる。
細胞内の成分の流れは、細胞質の透過性によって維持されている。
この透過性は、細胞シグナル伝達などの細胞機能に必要であり、シグナル伝達分子が細胞内を拡散することが必要である。
細胞シグナル伝達や代謝プロセスに必要なカルシウムイオンは、細胞質内を出入りしている。
植物では、液胞を中心とした細胞質の動きを細胞質ストリーミングと呼んでいる。
核形質とは
核の中にある樹液を核形質といいます。
核形質は、核形質、核樹液とも呼ばれる。
核形質は、二重膜構造である核膜に包まれている。
図2に、核内の核形質の様子を示す。
図2: 核内の核形質
核形質の物理的性質
核小胞は、核形質中の可溶性の液体部分です。
核小体は核ヒアロプラズムとも呼ばれる。
ゲル状の粘着性の高い液体で、クロマチンや核小体を支えている。
核小体の大部分は水であり、様々な分子や溶けたイオンが混ざり合ってできている。
核形質の機能
染色体や核小体は、核形質の中に浮遊している。
核形質は、核の形と構造を維持している。
核質には、核内で行われる活動に必要なヌクレオチド前駆体や酵素が含まれています。
核小胞には、DNAの複製と転写に必要な酵素が含まれている。
転写後のmRNAの修飾、リボソームの生合成も核小胞で行われる。
核小胞は、細胞の代謝と機能に必要な物質の輸送を維持している。
修飾されたmRNAは核から細胞質へ輸送される。
細胞質と核質の違い
ローカライゼーション
細胞質： 細胞質は、細胞内に存在する。
核形質：核の内側に存在する。
同封物
細胞質：細胞質は細胞膜に包まれている。
核形質：核膜に包まれている。
構造
細胞質：細胞質はゼラチン状の構造です。
核形質：細胞質に比べ、ゼラチン質の多い構造です。
停止中
細胞質：オルガネラや封入体などが浮遊している。
核形質：核小体やクロマチンと呼ばれる小器官が浮遊している。
ユニバーサリティ
細胞質：細胞質は、既知のすべての細胞に普遍的な特徴です。
核形質：核形質は真核細胞だけが持っています。
細胞分裂
細胞質：細胞質は、細胞質分裂の際に2つの細胞に分けられる。
核形質：核分裂の際に放出され、核膜の形成後に補充される。
結論
細胞質、核質はそれぞれ組成が異なる。
細胞質は、浮遊する膜結合型小器官と封入体からなる。
核形質は、膜結合小器官を持たないが、核小体を持つ。
クロマチンは核形質から生まれる。
核形質は、細胞分裂の際に放出され、再充填される。
細胞質内では、解糖によるグルコースのピルビン酸への変換などの酵素反応が行われる。
リボソームの生合成やmRNAの転写後修飾は核質で行われる。
これが、細胞質と核質との大きな違いです。
参考までに
1. “Cytoplasm”. フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』、2017年。
2017年2月28日にアクセスした。
2. “Cytoplasm”. 家庭教師ビスタドットコム、2017年。
2017年2月28日にアクセス。
3. “Nucleoplasm”. ウィキペディア、フリー百科事典、2016年. 2017 年 2 月 28 日にアクセスした。
4. “Nucleoplasm Function”（核形質機能）. メディカル辞典、2017年. 2017 年 2 月 28 日にアクセスした.
5. “Nucleoplasm”. 植物の生命, 2017. 2017年2月28日にアクセス。
