液胞とは何ですか?またその働きは何ですか? 液胞は、動物、植物、細菌、原生生物、真菌の細胞に見られる構造です。 これは細胞内で見られる最大の細胞小器官の 1 つであり、大きな嚢のような形をしています。液胞の構造は単純です。液胞は薄い膜で囲まれており、液体と取り込む分子で満たされています。液胞は別の細胞小器官である小胞に似ています。どちらも膜で囲まれた嚢であるためですが、液胞は小胞よりもかなり大きく、複数の小胞が融合して形成されます。

液胞の 4 つの主な機能

液胞は何をするのでしょうか？ 液胞の主な機能は、さまざまな物質や分子を保持することです。それらは基本的にセルの記憶ユニットのように機能します。 以下にいくつかの重要な液胞の機能を示します。その多くは、細胞が後で必要とする物質、または細胞に損傷を与える可能性があるため除去する必要がある物質の保管に関連しています。

• オートファジー（老化や損傷により細胞の一部が壊れた場合）中に生成される老廃物を除去して保管します。

• 細胞を損傷しないように、有害な異物を除去して保管します。

• 水を蓄える

• 脂質、タンパク質、炭水化物などの栄養素を蓄える

ただし、液胞の正確な機能は、液胞が存在する細胞の種類によって異なります。 次のセクションでは、液胞が動物、植物/菌類、細菌、原生生物の細胞のいずれに存在するかに基づいて、液胞が持つことができる追加の機能について説明します。

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動物細胞における液胞の構造と機能

動物細胞の液胞は主に物質を貯蔵します。 動物細胞の別の細胞小器官であるリソソームが物質の分解を行うため、物質の分解にはそれほど必要ありません。 動物細胞の液胞は通常小さく、各細胞には複数の液胞が含まれる場合があります。液胞は、存在する細胞の種類に応じてさまざまな物質を保存できます。たとえば、脂肪細胞では、液胞は多くの場合、大量の脂質を保存します。

動物細胞の液胞は、エンドサイトーシスとエキソサイトーシスのプロセスにも役立ちます。 エンドサイトーシスは、受動的に細胞膜を通過できない物質が能動的に細胞内に輸送されることです。これらの物質には、栄養素から毒素、細胞破片まであらゆるものが含まれます。エキソサイトーシスはその逆です。それは分子を細胞から積極的に移動させるプロセスです。

これらのプロセス中、液胞は、物質が細胞に出入りする前後に、物質が保管または分解される場所です。

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植物および菌類細胞における液胞の構造と機能

動物細胞と違って、 植物細胞は通常、細胞あたり 1 つの液胞 (多くの場合、中央液胞と呼ばれます) のみを含み、植物細胞に含まれる液胞は動物細胞のものよりもはるかに大きくなります。 植物細胞の中心液胞は細胞の膨大な割合を占め、細胞空間の 90% 以上を占めることもありますが、30 ～ 50% がより一般的です。

成熟した植物細胞の液胞は、液胞体と呼ばれる追加の薄い膜で囲まれています。 液胞細胞は、液胞がその形状を維持できるように、液胞がその構造を保持するのを助けます。 ただし、植物細胞と菌類細胞の液胞は非常によく似た機能を果たします。真菌細胞の液胞は通常、植物細胞の液胞よりもはるかに小さく、各真菌細胞は複数の液胞を含むことができます (動物細胞と同様)。

植物および菌類細胞の液胞 他の種類の細胞の液胞よりも多くの機能を実行します ;それらは植物や菌類を生きて健康に保つために重要な部分です。真菌や植物の細胞にはリソソームが含まれていないため、これらの細胞の液胞も動物細胞よりも多くの物質を分解します。前のセクションで列挙した機能に加えて、植物細胞および菌類細胞の液胞は次のような機能も備えています。

• 適切な pH を維持します。 液胞は細胞内の細胞質を酸性に保ち、酵素がさまざまな分子を分解できるようにします。液胞は、プロトンを細胞サイトゾルから液胞に移動させることによって pH を下げます。

• 水を貯めておく： 液胞は、物質を細胞内外に移動させるために使用される化学勾配であるプロトン原動力を利用して水を蓄えることができ、これにより植物は干ばつの期間に長く生き残ることができます。

• 膨圧を維持します。 膨圧は、細胞壁に対する細胞の主要領域の圧力です。これは、植物や樹木がぐったりするのを避け、高く強く成長する方法の 1 つです。新鮮でシャキシャキとしたサラダ菜と、軟弱なサラダ菜を思い浮かべてください。前者は膨圧が高くなります。液胞内の液胞体は、イオンの特定のバランスを維持することによって膨圧を制御し、これにより液胞が細胞壁に対して膨らみます。

• セルのサイズを調整します。 植物細胞の液胞は非常に大きくなる可能性があるため、特定の植物細胞の大きさを決定する上で重要な部分となり、それが植物のさまざまな部分のサイズに影響を与える可能性があります。

この画像では、植物細胞の液胞 (大きな青い構造) が動物細胞と比べてどれほど大きいかがわかります。ソース： ウィキペディア・コモンズ

細菌細胞の液胞の構造と機能

すべての種類の細菌が空胞を含む細胞を持っているわけではありませんが、空胞を含む細菌の場合は、 それらは主に保管に使用されます。 一部の種の硫黄細菌では液胞が特に大きくなります。これらの細菌では、液胞は植物細胞の液胞と同じかそれ以上のスペースを占めることがあり、細胞面積の最大 98% に達します。これらの液胞は、細胞が後で使用するために硝酸イオンを貯蔵するためによく使用されます。

シアノバクテリアの中には、ガス透過性の液胞を持つものもあります。ガスは液胞に出入りすることができ、これにより細菌は浮力を制御することができます。

原生生物細胞の液胞の構造と機能

原生生物には、と呼ばれる特定のタイプの液胞が含まれています。 収縮性空胞。 この液胞は貯蔵に使用されるのではなく、細胞内の水の量を調節します (浸透圧調節として知られています)。淡水に生息する原生生物は、細胞内に水分を過剰に取り込み、細胞の破裂を引き起こす可能性があります。 収縮性空胞は、収縮して細胞から水を排出することでこれを防ぎます。

原生生物の中には、細胞ごとに 1 つの収縮性空胞を持つものもあれば、複数の収縮性空胞を持つものもあります。鞭毛動物では、 ミドリムシ、 収縮性空胞は細胞内で静止したままですが、 アメーバ、 原生生物の動きに基づいて位置を変更します。で アメーバ、 収縮性空胞は、細胞によって生成された老廃物も収集します。

要約: 液胞の定義

液胞は、動物、植物、菌類、細菌、原生生物の細胞など、さまざまな種類の細胞に見られる細胞小器官です。 液胞の主な機能は物質を貯蔵することです。 通常、老廃物や有害物質、あるいは細胞が後で必要とする有用な物質のいずれかです。

液胞は植物細胞において最も重要であり、植物の生育に必要な適切な pH や膨圧を維持するなどの追加機能があります。

次は何ですか？

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