細胞生理学

原核生物は、核様体と呼ばれる領域にDNAを持ち、核様体は膜によって細胞の他の部分から隔てられていません。原核生物には細菌と古細菌の2つのドメインがあります。原核生物は真核生物よりも細胞小器官が少ないです。どちらも細胞膜とリボソーム（タンパク質を合成し、細胞質中に自由に浮遊する構造）を持っています。原核生物の2つの特徴は、線毛（細胞表面にある指状の突起）と鞭毛（運動を助ける糸状の構造）です。^{[ 2 ]}

真核生物は、DNA を含む核を持っています。通常、原核生物よりも大きく、より多くの細胞小器官を含んでいます。核は、真核生物を原核生物と区別する特徴であり、核膜、核小体、およびクロマチンを含んでいます。細胞質では、小胞体(ER) が膜を合成し、他の代謝活動を行います。小胞体には、粗面小胞体 (リボソームを含む) と滑面小胞体 (リボソームを欠く) の 2 種類があります。ゴルジ体は、タンパク質などの物質の製造と輸送を担う複数の膜状の袋で構成されています。リソソームは、エンドサイトーシスとエキソサイトーシスからなる食作用によって物質を分解するために酵素を使用する構造です。ミトコンドリアでは、細胞呼吸などの代謝プロセスが行われます。細胞骨格は、細胞の構造を支え、細胞の移動を助ける繊維で構成されています。 ^{[ 2 ]}

細胞内でのタンパク質の移動経路はERから始まります。脂質とタンパク質はERで合成され、糖タンパク質を作るために炭水化物が加えられます。糖タンパク質はゴルジ体でさらに合成され、糖脂質になります。糖タンパク質と糖脂質は両方とも小胞に運ばれて細胞膜に到達します。細胞はエキソサイトーシスと呼ばれる分泌タンパク質を放出します。^{[ 2 ]}

イオンはチャネル、ポンプ、またはトランスポーターを介して細胞膜を通過します。チャネルでは、イオンは電気化学的勾配に従って移動し、電気信号を生成します。ポンプは電気化学的勾配を維持します。主なポンプの種類はNa/Kポンプです。これは、3つのナトリウムイオンを細胞外に、2つのカリウムイオンを細胞内に移動させます。このプロセスでは、1つのATP分子がアデノシン二リン酸（ADP）とリン酸に変換されます。トランスポーターでは、イオンは複数の勾配を利用して電気信号を生成します。^{[ 3 ]}

エンドサイトーシスは、細胞が細胞膜を用いて分子を取り込み、小胞に詰め込む能動輸送の一形態である。^{[ 2 ]： 139-140}

食作用では、細胞は細胞膜上に存在する仮足の伸長によって食物粒子を含む粒子を取り囲みます。仮足はその後、粒子を食胞内に包み込みます。加水分解酵素を含むリソソームは、食胞と融合します。消化酵素としても知られる加水分解酵素は、食胞内の粒子を消化します。^{[ 2 ]： 139-140}

ピノサイトーシスでは、細胞は細胞膜が液体を囲むことで形成される小胞に細胞外液を「飲み込む」。細胞はこの過程を通してあらゆる分子や溶質を取り込むことができる。^{[ 2 ]： 139-140}

受容体介在性エンドサイトーシスは、細胞が特定の分子または溶質を取り込むピノサイトーシスの一種です。受容体部位を持つタンパク質は細胞膜上に存在し、特定の溶質と結合します。特定の溶質に結合した受容体タンパク質は被覆小胞内に入り、小胞を形成します。その後、小胞は特定の溶質に結合した受容体を取り囲み、分子を放出します。受容体タンパク質は同じ小胞によって細胞膜にリサイクルされます。^{[ 2 ]： 139-140}