モザイク 破壊 原理。 Googleが開発した“モザイク除去機”の性能は? (2017年4月2日)

モザイク処理

モザイク 破壊 原理

リン脂質が水をきらう炭化水素部分を内側にして二重膜をつくり,親水性部分を表面にだしている。 これにタンパク質がところどころに埋めこまれている。 脂質とタンパク質の重量比はおよそ 1 : 1 である。 タンパク質には糖質が結合していることが多い。 この構造は流動モザイクモデル Singer , 1972 としてひろく認められている。 細胞膜のタンパク質には,脂質二重層中に埋めこまれている内在性タンパク質と表層に結合している表在性タンパク質とがある。 ナトリウムポンプや,ホルモンの受容体などは内在性タンパク質である。 細胞膜直下には,スペクトリンなどが網目状に配列した支持構造があり,裏打ち構造とよばれる。 ミトコンドリアや葉緑体の膜,核膜にも細胞膜と同様な二重膜があり,総称して生体膜とよばれる。 細胞膜 形質膜 plasma membrane は細胞壁に接している。 したがって,細胞壁は細胞外構造ということができる。 細胞周期の間期にみられる核について述べる。 核は細菌やラン藻などの原核生物には存在しない。 また,ほ乳類の赤血球のように消失しているものもある。 核は細胞に 1 個あるのがふつうであるが肝細胞では 2 個あることがあり,また,骨格筋では多数存在する 多核細胞。 核の形は,一般的には球形であるが,柱状,紡錘体状のものがある。 核は内外 2 枚の厚さ約 8nm の二重膜からなる核膜でおおわれている。 2 枚の膜の間には 20 〜 50nm のスペースがある。 核膜には直径 50 〜 100nm の孔があり 核膜孔 ,核と細胞質を連絡し,物質の出入りにあずかっている。 外側の核膜は,ときに小胞体とつながっていることがある。 核の中には,染色質が多量に分布している。 あるものは核膜の内側の膜 内膜 に付着している。 染色質は, DNA とヒストンなどのタンパク質が結合したもので, DNA の二重らせんが折りたたまれた状態にあるといわれている。 核の中には 1 個ないし数個の核小体 仁 が存在する。 これは,リボソーム RNA の合成と,リボソームの組み立てを行っている。 Benda が命名した。 生きた細胞をヤヌス緑で染めると糸状体として認められる。 長径 0. 1 〜 5. 1 〜 1. Porter アメリカ らが小胞体 endoplasmic reticulum と名づけた。 小胞体は平たい袋状をして,互いに続いている。 小胞体膜は細胞膜と同じ構造をしている。 リボソームのついていない小胞体を滑面小胞体といい,イオンの輸送や分泌にあずかっている。 リボソームのついているものは粗面小胞体といわれる。 リボソームは,タンパク質合成の場であり,細胞内では小胞体に付着していることが多い。 直径 15nm の小粒で,大小 2 つの亜粒子からなっている。 それぞれ多数のタンパク質と数種類の RNA rRNA とからなっている。 リボソームが伝令 RNA 上に何個もついてタンパク質合成を行っているものをポリソームとよぶ。 その後,この構造はいろいろな細胞に存在することがわかり,ゴルジ体とよばれるようになった。 これは,小胞体の袋の集合体で,粗面小胞体がちぎれて袋になったような形をしている。 小胞体で合成された分泌タンパク質は,ゴルジ体に集められる。 それらは,小胞として運ばれ,細胞外へ分泌される。 ベネーデンは体細胞の染色体数が一定であることを明らかにした人である。 中心小体 centriole は,直径 0. ふつう 2 本の中心小体が互いに直交して存在し,核の近くに見られる。 中心小体 2 本からなる 1 組みを中心体 centrosome とよぶ。 細胞分裂の前中期に中心体はそれぞれ 2 つに分かれ,組みになっている。 中心体は 1 組みずつ細胞の両極に移動し,星状体を中心体の周りに形成する。 また,両中心体間に紡錘体が出現する。 種子植物では凸レンズ形のものが多いが,紡錘形や円板形のものもある。 アオミドロではらせん状のひも形,ホシミドロでは星形をしている。 トノプラスト tonoplast とよばれる膜でおおわれている。 成長しつつある植物細胞では,液胞はミトコンドリア程度の大きさで,前液胞といわれる。 細胞が成熟すると,液胞はしだいに大きくなり,細胞内で大きな部分を占めるようになる。 内部に塩類・糖・有機酸・色素などを溶かしこみ,浸透圧を生じる。 植物細胞,酵母に広く存在し,有害産物などを溶かしこんで蓄える。 排出しにくいため生成されたのであろう。 動物細胞ではほとんど存在しない。 例外的に知られているのはホヤの血液中の細胞で,海水中のバナジウムを濃縮して液胞中に蓄える。 ホヤに有害なバナジウムを除去するためとみなされる。 直径 0. 2 〜 0. 細胞が外からとり入れた異物や,不要な細胞成分を消化分解する役目をする。 細胞が死んだとき自己消化する。 参考 細胞分画 細胞を機械的に破壊し,遠心分離によって細胞内の各構成要素を分離する方法を細胞分画法という。 細胞を破砕する際には,細胞内の急激な pH 変動を防止する目的で,リン酸緩衝液やトリス塩酸緩衝液( トリスヒドロキシメチルアミノメタン tris hydroxymethyl aminomethane )等の緩衝液を加える。 そのうえで細胞内に含まれるプロテアーゼ(タンパク質分解酵素)を阻害するために,プロテアーゼインヒビター(タンパク質分解酵素阻害剤)やキレート剤( EDTA )を加える。 また,内容物の安定のために適当な濃度の塩( NaCl や KCl ),タンパク質内 SH 基の酸化を防止するために ジチオトレイトール DTT ; dithiothreitol や 2- メルカプトエタノール等の還元剤を加えることもある。 2 遠心法 細胞を破砕することによってできた懸濁液を,抽出液 extract またはホモジネート homogenate という。 この抽出液に含まれる細胞小器官やタンパク質等の巨大分子を分離するために遠心分離機を用いる。 遠心分離器は,大きくて重い物体ほど速く沈降するという理論に基づいて,回転によって重力の何十万もの遠心力を生じさせ,細胞小器官を沈殿,分離することができる。 小さくて軽い粒子は拡散しようとする拡散力が大きいため沈殿しにくいが,遠心分離機で拡散力より大きい遠心力を生じさせることにより沈殿させることもできる。 超高速 で行う遠心にはローターを真空中で回転させる超遠心分離機を用いる。 上記の遠心法では大きさのかなり異なったものを分離できるが,分離した画分 沈殿物 には異なった成分も混ざっているため,さらに分離しなければならない。 そのために,成分の特徴を利用してさらに遠心法で分離したり,密度の差による密度勾配遠心法を用いたりして分離する。 タンパク質に関しては上清を塩析後,透析してクロマトグラフィーで分離する。 DNA や RNA 等の成分は上記と異なる遠心法で分離する。 3 密度勾配遠心法 式量の大きいスクロースや塩化セシウムで遠心管内に密度勾配を生じさせ,試料を分離する遠心法を密度勾配遠心法という。 密度勾配遠心法には,以下の2つの方法がある。 沈降速度は物体大きさと形によって決まり,沈降係数の大きいものほど早く沈降する。 沈降したものは特定の部位で試料がバンド状に分離する。 成分は遠心管の底に穴を空け,分ける。 このとき,試料の成分は上下し,成分の密度と同じ点にとどまり,試料がバンド状に分離する。 高速ローターとしての強度を保ちつつ慣性モーメントが小さく,遠心管が遠心力により変形しにくいという利点がある。 スウィングローターは遠心管を挿入したバケットがローターの回転と共に遠心方向にスウィングし,水平になるローターである。 バケットは常に遠心力の方向に向いているので,試料が舞い上がったり密度勾配が乱れたりしないという利点がある。 そのため,密度勾配法にはこのローターが使用される。 回転するとき沈殿物は遠心力の方向に沈殿するので,遠心管を立てておいた場合,アングルローターでは下部外側に斜めに,スイングローターでは下部に水平に沈殿する。 すなわち,このローターは重力加速度の約 80 万倍の遠心加速度までつくりだすことが可能であることを意味している。 hitachi-koki. これら繊維構造を細胞骨格 cytoskeleton という。 細胞骨格には直径 7nm のミクロフィラメント アクチンフィラメント , 10nm の中間径フィラメント, 250nm の微小管の 3 種類がある。 ミクロフィラメントは細胞膜下などにあって補強役を果たすとともに,ミオシンと反応して運動性を示す。 アメーバ運動などにあずかる。 中間径フィラメントは核膜から放射状に伸びて細胞膜にいたり,細胞の形を保つ。 また核膜をつくりあげる。 微小管は細胞分裂のさいに星状糸や紡錘糸として重要な役割を果たす。 また,神経軸索を支え,物質運搬のレールとなる レール上を走る「トロッコ」はモータータンパク質キネシンである。 これら 3 種類のフィラメントはいずれも単位タンパク質からなり,重合・脱重合することができる。 発展 電子顕微鏡で見た細胞構造と働き 真核細胞は核,ミトコンドリア,葉緑体,小胞体などの細胞小器官を含んでおり,これらは電子顕微鏡観察技法によってその微細構造が確認できる。 遺伝子の本体である DNA を含む。 DNA はヒストンというタンパク質に巻き付き,クロマチン繊維として存在する。 DNA から RNA の転写もここで行われる。 核質の一部には核小体が 1 〜数個存在し,そこには mRNA , tRNA やリボソームを構成する rRNA が存在している。 核は核膜という二重の脂質二層膜に包まれており,核膜に存在する核膜孔を通して物質の移動が行われる。 電子顕微鏡観察によって核膜が二重膜であることが確認できる。 2 細胞 形質 膜 ( cell membrane , plasma membrane ) 厚さ 10 nm で細胞質を取り囲む, 5nm のリン脂質が疎水面で重なった脂質二層膜である。 細胞膜に含まれる様々な膜タンパク質はポンプやチャネルとして機能し,特定の物質を細胞の内外へ輸送する。 膜タンパク質には受容体として働き,細胞内情報伝達系に関与しているものもある。 細胞膜を形成する膜タンパク質や脂質は糖鎖修飾されていて,多くの糖タンパク質や糖脂質は,重要な生理作用を担う。 3 小胞体 ( endoplasmic reticulum ) 一重の脂質二層膜に囲まれた平らな構造,袋,管状の細胞小器官。 小胞体の膜は核膜の外膜とつながっている。 タンパク質の合成を行うリボソームが付着している小胞体は粗面小胞体( rough endoplasmic reticulum ),リボソームの付着していないものは滑面小胞体 smooth endoplasmic reticulum とよばれている。 粗面小胞体は,膜タンパク質や分泌タンパク質の合成に関与し,合成されたタンパク質は輸送小胞によってゴルジ体や他の細胞小器官,細胞膜へと輸送される。 滑面小胞体は,脂質の合成(肝細胞やステロイドホルモンを産生する細胞)やカルシウムイオンの貯蔵・放出 筋小胞体等 の機能を担っている。 小胞体画像 右図が粗面小胞体,左図が滑面小胞体の透過電顕画像である。 粗面小胞体にはリボソームが付着しているのが分かる。 bar = 200 nm。 (写真提供:群馬大学 田中秀幸博士) 4 ゴルジ体 ( golgi apparatus ) 扁平な袋状の二重の脂質二層膜が重なった構造をもつ細胞小器官。 小胞体から輸送された膜タンパク質の糖鎖修飾等に関わり,分泌タンパク質などはゴルジ小胞とよばれる小胞によって細胞外へ輸送される。 5 ミトコンドリア ( mitochondria ) 直径 0. 好気呼吸の場であり, ATP を合成している。 内膜にはクリステとよばれるひだ状の部分が多数存在し,電子伝達系に関与する。 クリステ以外の空間をマトリックスとよび,クエン酸回路に関わる多種の酵素が存在している。 ミトコンドリア画像 bar = 200 nm。 クロロフィルを含むチラコイドとよばれる袋をもっている。 光合成の他に窒素代謝,アミノ酸合成,脂質合成などの働きがある。 7 細胞骨格 ( cytoskeleton ) 真核細胞の細胞質中には3種類の細胞内細繊維 フィラメント が存在して,細胞の構造を機械的に維持している。 これらの繊維構造を細胞骨格 cytoskeleton という。 細胞骨格には直径 6 nm のアクチンフィラメント, 10 nm の中間径フィラメント, 25 nm の微小管の 3 種類がある。 アクチン分子は細胞質及び核内に分布しているが,重合したアクチンフィラメントは特に細胞内膜直下に多く存在し,直鎖状のもの,網目状のものがある。 ミオシンとの相互作用で運動性を示す原形質流動やモノマーアクチン 球形 globular アクチン, G アクチン の解離と再合成 脱重合と重合 によるアメーバ運動等に関与している。 中間径フィラメントは核膜内膜直下で網目状構造を形成し,核膜から放射状に伸びて細胞質を横断して,細胞の強度を保つ。 また,上皮細胞では隣り合う細胞間の接着帯の構造を担う。 微小管は細胞分裂のさいに星状糸や紡錘糸として重要な役割を果たす。 また,神経の軸索を支え,物質運搬のレールとなる レール上を走る「トロッコ」はモータータンパク質キネシン及びダイニンである。 これら 3 種類のフィラメントはいずれも単位タンパク質からなり,重合・脱重合することができる。 アクチンと微小管( TEM 画像) 右図がアクチンフィラメント,中図が微小管,右図が中間径フィラメントである。 bar = 100 nm。 (写真提供:群馬大学 田中秀幸博士) アクチンと微小管(共焦点レーザー走査顕微鏡画像) マウス骨格筋の培養細胞のアクチン(赤)は Alexa FluorR 594- ファロイジンで,微小管(緑)は Alexa FluorR 488- チューブリン抗体で,核(青)は DAPI 4',6-diamidino-2-phenylindole でそれぞれ標識。 彼はその著「ミクログラフィア」 顕微鏡図説 の中で,コルクの細胞は死んでいるので,穴があいているが,生きているときは,液がつまっていると述べている。 しかし,細胞の名をつけたが,生物体の構成単位と考えたわけではなかった。 それは,ほとんどすべての植物細胞に存在する。 ブラウンは,水に浮かんだ花粉の観察からブラウン運動を発見した人である。 動物の細胞は,植物のそれと違って細胞壁がなく細胞の輪郭がはっきりしなかった。 シュワンは,カエルのおたまじゃくしの脊索から細胞をとり出して,植物細胞と同じ構造をしていることを示し,さまざまな動物細胞を調べ,血液中では赤血球など細胞が遊離していること,卵も卵黄を含んだ巨大な細胞であることなどを明らかにした。 神経鞘の細胞は,発見者の名をとってシュワン細胞とよばれている。 こうして,シュライデン,シュワンの研究によって,生物体を構成する単位としての細胞説が確立した。 彼は,これまでの細胞についての知見をまとめて,「すべての細胞は細胞から Omnis cellula e cellula 」というキャッチフレーズを発表した 1858 年。 ゲル層にはアクチンフィラメントが方向性をそろえて存在している。 その上をミオシン分子が速い速度で走って水流を起こすものとみなされている。 ATP がエネルギー源として用いられる。 シャジクモの原形質流動の速度は骨格筋の滑る速度の 10 倍も速く,シャジクモのミオシンが効率よく関与しているものと考えられている。 多様な材料で観察することができ,古くから多くの研究が発表されている。 ふつう,次のタイプに分類できる。 1 周回運動(回転運動) 細胞膜にそって細胞の縁を回転するような経路で流れる運動で,代表的なのは,シャジクモの節間細胞やオオカナダモの葉の細胞で見られる。 特に,シャジクモの原形質流動は,詳しく解析されており,細胞質のゾルとゲルの界面に沿って滑りの力が生じ,それによって流動する。 この界面には,アクチンを主成分とするミクロフィラメントが分布していて,それに沿って果粒が流れていくことがわかっている。 各種の植物の根毛でも,周回運動が見られる。 2 循環運動 細胞質内を部分的に循環して流れる運動である。 ムラサキツユクサの雄しべの毛で見られるのが,その代表である。 タマネギの鱗片葉で見られるのもこの型である。 ただし,タマネギの場合は,切ってすぐのプレパラートでは,活発な流動はふつう見られない。 したがって,実習する場合には,あらかじめ切片をつくって, 1 晩ぐらい水に浸しておいたものを観察させる必要がある。 3 往復運動 一定時間一方向に流れてから短時間停止し,次に逆方向に流れる運動をいい,変形菌類 俗に粘菌という の変形体に特有な運動である。 この運動は大変活発であって,顕微鏡で観察すると,メダカの尾の血流のように見えるが,往復運動で流速が時間とともに変化する点が違っている。 変形体の原形質流動に関しては,フィサルム・ポリセファルムというアメリカ原産の種について,詳しく調べられている。 この流動は,筋肉と同様に,アクチンとミオシンの両タンパク質が関与していること,流動のエネルギー源が ATP であることなどが,実証されている。 4 アメーバ運動 アメーバで見られるように,内部の流動にともなって外形が変化する運動である。 もともと原形質流動というのは,植物細胞の運動 cyclosis という に対してつくられた語で,アメーバのように流動によって外形が変わるのは原形質流動ではないといわれていた。 しかし, 3 の粘菌の変形体 この場合は,古くから原形質流動とされている でも,流動にともなって外形が変わるから,原形質流動とアメーバ運動を区別するのは,あまり論理的な根拠はない。 アメーバ運動のしくみも変形体の原形質流動と同様であって,アクチンとミオシンが関与し, ATP がエネルギー源となっている。 本サイトに掲載された記事や画像の無断転載を禁じます。 Copyright C 2009-2012 SHINKOSHUPPANSHA KEIRINKAN CO. ,LTD. 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機械学習もここまで来たか,モザイク除去機が簡単に作れてしまう時代へ

モザイク 破壊 原理

今でもあるのかどうか知りませんが、以前男性雑誌などによく通信販売で出ていたエロビデオ用の「モザイク除去装置」私は使ったことも装置を見たこともありませんが、どういう原理になっていたのでしょうか。 荒くした画像がものすごく鮮明になるわけないじゃないか。 ビデオ自体にその情報が入ってないのだから絶対いんちきだと思っていました。 でも最近コンピューターの世界で画像の圧縮と復元という技術がありますよね。 とするとあのいかがわしい装置にもそういう高度なデジタル技術が使われ、見たことのない人には想像できないくらい鮮明画像に復元できていたのでしょうか。 インチキだと問題になった話も聞いたことないので(もっとも恥ずかしくて訴える人がないのかもしれませんが)、実際のところそれなりの高度な技術は使われていたのでしょうかね モザイクキラーの事ですかね? 以前パチンコで大もうけした時に買ったことがありますよ、10年くらい前だったかな? 確か4万円くらいだったような気が・・・・・・ はっきり言って使い物になりません! 四角くモザイクを除去するフレームが画面に出てきてモザイクにジョイスティックみたいなもので当てるのですがいちいちモザイクに当てるのは面倒くさいです、しかも除去部分はなにかぼやけたような感じになり、自分の目で薄目で見るのを機械がやってくれるような感じです 多少、色反転とか補正がしてあるようですが買ってすぐにお蔵入りでした 100本見て効果があったかな?というのは2本くらいです。 購入を考えているならやめておいた方が身のためですw 今ならDVDなどで修正無し映像に別データーでモザイクを当てる事は可能でしょうけど倫理的に無理でしょうね Q 写真の素人です。 教えて下さい!! デジカメで撮った写真をサイトに投稿したいのですが、場所や顔を隠すためモザイクやぼかしを掛けました。 この様なモザイクやぼかしは復元されてしまうことは無いのでしょうか? また、復元されにくくするには、どのような処理をすれば良いでしょうか?何かソフトは必要ですか? 投稿した写真が、そのままの状態(モザイクあり)で他に流通するのは、特に気になりませんが、顔や場所が復元されるのは困ります。 ちなみに加工はフォトショップで行っています 一年程前に、嫁のヌードを投稿するサイトを知り、夫婦で温泉に行った時に撮影してみました。 それから数回撮影するために、夫婦で出かけるようになり冷めていた夫婦仲が良くなった気がします。 妻も顔がばれなければ投稿には同意しています。 動機が不純で申し訳ないのですが、お知恵を拝借いただければと思い質問させて頂きました。 お願いいたします。 A ベストアンサー >もうひとつ・・・「Exifデータ」・・・から検索されて、復元されると言うことは無いのでしょうか? 画像復元は不可能ですが、A No2 1day1step さんが仰るように撮影日時と GPS 情報 位置情報 から「何時何処で撮影されたか」が判りますので、その日に御質問者さん御夫婦がどちらへ出かけられたかを知っている知人が「なんかよく似た Style だな」と感じて「もしや御質問者さん御夫婦なのでは?」と疑念を抱くぐらいの可能性は生じるかもしれませんが、画像の復元は先も述べたように不可能です。 Firefox などの Browser では Exif 情報を出せますので、上記のようなことも起きるかもしれませんね。 oshiete-kun. html そのため Exif 情報は外して保存してしまえば良いことです。 私は Photoshop を殆ど使わなくなってしまいましたので自信はないのですが、PSD や PICT 或いは PNG などで保存したものを再度読み込んで JPEG で保存し直せば Exif 情報は外れませんか? 一応、下記参照 URL に Exif 情報を外す Software を紹介している Page を Link させました。 google. google. goo. Firefox...

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CRISPR/Cas9(クリスパーキャスナイン)とは?わかりやすく5分で解説

モザイク 破壊 原理

リン脂質が水をきらう炭化水素部分を内側にして二重膜をつくり,親水性部分を表面にだしている。 これにタンパク質がところどころに埋めこまれている。 脂質とタンパク質の重量比はおよそ 1 : 1 である。 タンパク質には糖質が結合していることが多い。 この構造は流動モザイクモデル Singer , 1972 としてひろく認められている。 細胞膜のタンパク質には,脂質二重層中に埋めこまれている内在性タンパク質と表層に結合している表在性タンパク質とがある。 ナトリウムポンプや,ホルモンの受容体などは内在性タンパク質である。 細胞膜直下には,スペクトリンなどが網目状に配列した支持構造があり,裏打ち構造とよばれる。 ミトコンドリアや葉緑体の膜,核膜にも細胞膜と同様な二重膜があり,総称して生体膜とよばれる。 細胞膜 形質膜 plasma membrane は細胞壁に接している。 したがって,細胞壁は細胞外構造ということができる。 細胞周期の間期にみられる核について述べる。 核は細菌やラン藻などの原核生物には存在しない。 また,ほ乳類の赤血球のように消失しているものもある。 核は細胞に 1 個あるのがふつうであるが肝細胞では 2 個あることがあり,また,骨格筋では多数存在する 多核細胞。 核の形は,一般的には球形であるが,柱状,紡錘体状のものがある。 核は内外 2 枚の厚さ約 8nm の二重膜からなる核膜でおおわれている。 2 枚の膜の間には 20 〜 50nm のスペースがある。 核膜には直径 50 〜 100nm の孔があり 核膜孔 ,核と細胞質を連絡し,物質の出入りにあずかっている。 外側の核膜は,ときに小胞体とつながっていることがある。 核の中には,染色質が多量に分布している。 あるものは核膜の内側の膜 内膜 に付着している。 染色質は, DNA とヒストンなどのタンパク質が結合したもので, DNA の二重らせんが折りたたまれた状態にあるといわれている。 核の中には 1 個ないし数個の核小体 仁 が存在する。 これは,リボソーム RNA の合成と,リボソームの組み立てを行っている。 Benda が命名した。 生きた細胞をヤヌス緑で染めると糸状体として認められる。 長径 0. 1 〜 5. 1 〜 1. Porter アメリカ らが小胞体 endoplasmic reticulum と名づけた。 小胞体は平たい袋状をして,互いに続いている。 小胞体膜は細胞膜と同じ構造をしている。 リボソームのついていない小胞体を滑面小胞体といい,イオンの輸送や分泌にあずかっている。 リボソームのついているものは粗面小胞体といわれる。 リボソームは,タンパク質合成の場であり,細胞内では小胞体に付着していることが多い。 直径 15nm の小粒で,大小 2 つの亜粒子からなっている。 それぞれ多数のタンパク質と数種類の RNA rRNA とからなっている。 リボソームが伝令 RNA 上に何個もついてタンパク質合成を行っているものをポリソームとよぶ。 その後,この構造はいろいろな細胞に存在することがわかり,ゴルジ体とよばれるようになった。 これは,小胞体の袋の集合体で,粗面小胞体がちぎれて袋になったような形をしている。 小胞体で合成された分泌タンパク質は,ゴルジ体に集められる。 それらは,小胞として運ばれ,細胞外へ分泌される。 ベネーデンは体細胞の染色体数が一定であることを明らかにした人である。 中心小体 centriole は,直径 0. ふつう 2 本の中心小体が互いに直交して存在し,核の近くに見られる。 中心小体 2 本からなる 1 組みを中心体 centrosome とよぶ。 細胞分裂の前中期に中心体はそれぞれ 2 つに分かれ,組みになっている。 中心体は 1 組みずつ細胞の両極に移動し,星状体を中心体の周りに形成する。 また,両中心体間に紡錘体が出現する。 種子植物では凸レンズ形のものが多いが,紡錘形や円板形のものもある。 アオミドロではらせん状のひも形,ホシミドロでは星形をしている。 トノプラスト tonoplast とよばれる膜でおおわれている。 成長しつつある植物細胞では,液胞はミトコンドリア程度の大きさで,前液胞といわれる。 細胞が成熟すると,液胞はしだいに大きくなり,細胞内で大きな部分を占めるようになる。 内部に塩類・糖・有機酸・色素などを溶かしこみ,浸透圧を生じる。 植物細胞,酵母に広く存在し,有害産物などを溶かしこんで蓄える。 排出しにくいため生成されたのであろう。 動物細胞ではほとんど存在しない。 例外的に知られているのはホヤの血液中の細胞で,海水中のバナジウムを濃縮して液胞中に蓄える。 ホヤに有害なバナジウムを除去するためとみなされる。 直径 0. 2 〜 0. 細胞が外からとり入れた異物や,不要な細胞成分を消化分解する役目をする。 細胞が死んだとき自己消化する。 参考 細胞分画 細胞を機械的に破壊し,遠心分離によって細胞内の各構成要素を分離する方法を細胞分画法という。 細胞を破砕する際には,細胞内の急激な pH 変動を防止する目的で,リン酸緩衝液やトリス塩酸緩衝液( トリスヒドロキシメチルアミノメタン tris hydroxymethyl aminomethane )等の緩衝液を加える。 そのうえで細胞内に含まれるプロテアーゼ(タンパク質分解酵素)を阻害するために,プロテアーゼインヒビター(タンパク質分解酵素阻害剤)やキレート剤( EDTA )を加える。 また,内容物の安定のために適当な濃度の塩( NaCl や KCl ),タンパク質内 SH 基の酸化を防止するために ジチオトレイトール DTT ; dithiothreitol や 2- メルカプトエタノール等の還元剤を加えることもある。 2 遠心法 細胞を破砕することによってできた懸濁液を,抽出液 extract またはホモジネート homogenate という。 この抽出液に含まれる細胞小器官やタンパク質等の巨大分子を分離するために遠心分離機を用いる。 遠心分離器は,大きくて重い物体ほど速く沈降するという理論に基づいて,回転によって重力の何十万もの遠心力を生じさせ,細胞小器官を沈殿,分離することができる。 小さくて軽い粒子は拡散しようとする拡散力が大きいため沈殿しにくいが,遠心分離機で拡散力より大きい遠心力を生じさせることにより沈殿させることもできる。 超高速 で行う遠心にはローターを真空中で回転させる超遠心分離機を用いる。 上記の遠心法では大きさのかなり異なったものを分離できるが,分離した画分 沈殿物 には異なった成分も混ざっているため,さらに分離しなければならない。 そのために,成分の特徴を利用してさらに遠心法で分離したり,密度の差による密度勾配遠心法を用いたりして分離する。 タンパク質に関しては上清を塩析後,透析してクロマトグラフィーで分離する。 DNA や RNA 等の成分は上記と異なる遠心法で分離する。 3 密度勾配遠心法 式量の大きいスクロースや塩化セシウムで遠心管内に密度勾配を生じさせ,試料を分離する遠心法を密度勾配遠心法という。 密度勾配遠心法には,以下の2つの方法がある。 沈降速度は物体大きさと形によって決まり,沈降係数の大きいものほど早く沈降する。 沈降したものは特定の部位で試料がバンド状に分離する。 成分は遠心管の底に穴を空け,分ける。 このとき,試料の成分は上下し,成分の密度と同じ点にとどまり,試料がバンド状に分離する。 高速ローターとしての強度を保ちつつ慣性モーメントが小さく,遠心管が遠心力により変形しにくいという利点がある。 スウィングローターは遠心管を挿入したバケットがローターの回転と共に遠心方向にスウィングし,水平になるローターである。 バケットは常に遠心力の方向に向いているので,試料が舞い上がったり密度勾配が乱れたりしないという利点がある。 そのため,密度勾配法にはこのローターが使用される。 回転するとき沈殿物は遠心力の方向に沈殿するので,遠心管を立てておいた場合,アングルローターでは下部外側に斜めに,スイングローターでは下部に水平に沈殿する。 すなわち,このローターは重力加速度の約 80 万倍の遠心加速度までつくりだすことが可能であることを意味している。 hitachi-koki. これら繊維構造を細胞骨格 cytoskeleton という。 細胞骨格には直径 7nm のミクロフィラメント アクチンフィラメント , 10nm の中間径フィラメント, 250nm の微小管の 3 種類がある。 ミクロフィラメントは細胞膜下などにあって補強役を果たすとともに,ミオシンと反応して運動性を示す。 アメーバ運動などにあずかる。 中間径フィラメントは核膜から放射状に伸びて細胞膜にいたり,細胞の形を保つ。 また核膜をつくりあげる。 微小管は細胞分裂のさいに星状糸や紡錘糸として重要な役割を果たす。 また,神経軸索を支え,物質運搬のレールとなる レール上を走る「トロッコ」はモータータンパク質キネシンである。 これら 3 種類のフィラメントはいずれも単位タンパク質からなり,重合・脱重合することができる。 発展 電子顕微鏡で見た細胞構造と働き 真核細胞は核,ミトコンドリア,葉緑体,小胞体などの細胞小器官を含んでおり,これらは電子顕微鏡観察技法によってその微細構造が確認できる。 遺伝子の本体である DNA を含む。 DNA はヒストンというタンパク質に巻き付き,クロマチン繊維として存在する。 DNA から RNA の転写もここで行われる。 核質の一部には核小体が 1 〜数個存在し,そこには mRNA , tRNA やリボソームを構成する rRNA が存在している。 核は核膜という二重の脂質二層膜に包まれており,核膜に存在する核膜孔を通して物質の移動が行われる。 電子顕微鏡観察によって核膜が二重膜であることが確認できる。 2 細胞 形質 膜 ( cell membrane , plasma membrane ) 厚さ 10 nm で細胞質を取り囲む, 5nm のリン脂質が疎水面で重なった脂質二層膜である。 細胞膜に含まれる様々な膜タンパク質はポンプやチャネルとして機能し,特定の物質を細胞の内外へ輸送する。 膜タンパク質には受容体として働き,細胞内情報伝達系に関与しているものもある。 細胞膜を形成する膜タンパク質や脂質は糖鎖修飾されていて,多くの糖タンパク質や糖脂質は,重要な生理作用を担う。 3 小胞体 ( endoplasmic reticulum ) 一重の脂質二層膜に囲まれた平らな構造,袋,管状の細胞小器官。 小胞体の膜は核膜の外膜とつながっている。 タンパク質の合成を行うリボソームが付着している小胞体は粗面小胞体( rough endoplasmic reticulum ),リボソームの付着していないものは滑面小胞体 smooth endoplasmic reticulum とよばれている。 粗面小胞体は,膜タンパク質や分泌タンパク質の合成に関与し,合成されたタンパク質は輸送小胞によってゴルジ体や他の細胞小器官,細胞膜へと輸送される。 滑面小胞体は,脂質の合成(肝細胞やステロイドホルモンを産生する細胞)やカルシウムイオンの貯蔵・放出 筋小胞体等 の機能を担っている。 小胞体画像 右図が粗面小胞体,左図が滑面小胞体の透過電顕画像である。 粗面小胞体にはリボソームが付着しているのが分かる。 bar = 200 nm。 (写真提供:群馬大学 田中秀幸博士) 4 ゴルジ体 ( golgi apparatus ) 扁平な袋状の二重の脂質二層膜が重なった構造をもつ細胞小器官。 小胞体から輸送された膜タンパク質の糖鎖修飾等に関わり,分泌タンパク質などはゴルジ小胞とよばれる小胞によって細胞外へ輸送される。 5 ミトコンドリア ( mitochondria ) 直径 0. 好気呼吸の場であり, ATP を合成している。 内膜にはクリステとよばれるひだ状の部分が多数存在し,電子伝達系に関与する。 クリステ以外の空間をマトリックスとよび,クエン酸回路に関わる多種の酵素が存在している。 ミトコンドリア画像 bar = 200 nm。 クロロフィルを含むチラコイドとよばれる袋をもっている。 光合成の他に窒素代謝,アミノ酸合成,脂質合成などの働きがある。 7 細胞骨格 ( cytoskeleton ) 真核細胞の細胞質中には3種類の細胞内細繊維 フィラメント が存在して,細胞の構造を機械的に維持している。 これらの繊維構造を細胞骨格 cytoskeleton という。 細胞骨格には直径 6 nm のアクチンフィラメント, 10 nm の中間径フィラメント, 25 nm の微小管の 3 種類がある。 アクチン分子は細胞質及び核内に分布しているが,重合したアクチンフィラメントは特に細胞内膜直下に多く存在し,直鎖状のもの,網目状のものがある。 ミオシンとの相互作用で運動性を示す原形質流動やモノマーアクチン 球形 globular アクチン, G アクチン の解離と再合成 脱重合と重合 によるアメーバ運動等に関与している。 中間径フィラメントは核膜内膜直下で網目状構造を形成し,核膜から放射状に伸びて細胞質を横断して,細胞の強度を保つ。 また,上皮細胞では隣り合う細胞間の接着帯の構造を担う。 微小管は細胞分裂のさいに星状糸や紡錘糸として重要な役割を果たす。 また,神経の軸索を支え,物質運搬のレールとなる レール上を走る「トロッコ」はモータータンパク質キネシン及びダイニンである。 これら 3 種類のフィラメントはいずれも単位タンパク質からなり,重合・脱重合することができる。 アクチンと微小管( TEM 画像) 右図がアクチンフィラメント,中図が微小管,右図が中間径フィラメントである。 bar = 100 nm。 (写真提供:群馬大学 田中秀幸博士) アクチンと微小管(共焦点レーザー走査顕微鏡画像) マウス骨格筋の培養細胞のアクチン(赤)は Alexa FluorR 594- ファロイジンで,微小管(緑)は Alexa FluorR 488- チューブリン抗体で,核(青)は DAPI 4',6-diamidino-2-phenylindole でそれぞれ標識。 彼はその著「ミクログラフィア」 顕微鏡図説 の中で,コルクの細胞は死んでいるので,穴があいているが,生きているときは,液がつまっていると述べている。 しかし,細胞の名をつけたが,生物体の構成単位と考えたわけではなかった。 それは,ほとんどすべての植物細胞に存在する。 ブラウンは,水に浮かんだ花粉の観察からブラウン運動を発見した人である。 動物の細胞は,植物のそれと違って細胞壁がなく細胞の輪郭がはっきりしなかった。 シュワンは,カエルのおたまじゃくしの脊索から細胞をとり出して,植物細胞と同じ構造をしていることを示し,さまざまな動物細胞を調べ,血液中では赤血球など細胞が遊離していること,卵も卵黄を含んだ巨大な細胞であることなどを明らかにした。 神経鞘の細胞は,発見者の名をとってシュワン細胞とよばれている。 こうして,シュライデン,シュワンの研究によって,生物体を構成する単位としての細胞説が確立した。 彼は,これまでの細胞についての知見をまとめて,「すべての細胞は細胞から Omnis cellula e cellula 」というキャッチフレーズを発表した 1858 年。 ゲル層にはアクチンフィラメントが方向性をそろえて存在している。 その上をミオシン分子が速い速度で走って水流を起こすものとみなされている。 ATP がエネルギー源として用いられる。 シャジクモの原形質流動の速度は骨格筋の滑る速度の 10 倍も速く,シャジクモのミオシンが効率よく関与しているものと考えられている。 多様な材料で観察することができ,古くから多くの研究が発表されている。 ふつう,次のタイプに分類できる。 1 周回運動(回転運動) 細胞膜にそって細胞の縁を回転するような経路で流れる運動で,代表的なのは,シャジクモの節間細胞やオオカナダモの葉の細胞で見られる。 特に,シャジクモの原形質流動は,詳しく解析されており,細胞質のゾルとゲルの界面に沿って滑りの力が生じ,それによって流動する。 この界面には,アクチンを主成分とするミクロフィラメントが分布していて,それに沿って果粒が流れていくことがわかっている。 各種の植物の根毛でも,周回運動が見られる。 2 循環運動 細胞質内を部分的に循環して流れる運動である。 ムラサキツユクサの雄しべの毛で見られるのが,その代表である。 タマネギの鱗片葉で見られるのもこの型である。 ただし,タマネギの場合は,切ってすぐのプレパラートでは,活発な流動はふつう見られない。 したがって,実習する場合には,あらかじめ切片をつくって, 1 晩ぐらい水に浸しておいたものを観察させる必要がある。 3 往復運動 一定時間一方向に流れてから短時間停止し,次に逆方向に流れる運動をいい,変形菌類 俗に粘菌という の変形体に特有な運動である。 この運動は大変活発であって,顕微鏡で観察すると,メダカの尾の血流のように見えるが,往復運動で流速が時間とともに変化する点が違っている。 変形体の原形質流動に関しては,フィサルム・ポリセファルムというアメリカ原産の種について,詳しく調べられている。 この流動は,筋肉と同様に,アクチンとミオシンの両タンパク質が関与していること,流動のエネルギー源が ATP であることなどが,実証されている。 4 アメーバ運動 アメーバで見られるように,内部の流動にともなって外形が変化する運動である。 もともと原形質流動というのは,植物細胞の運動 cyclosis という に対してつくられた語で,アメーバのように流動によって外形が変わるのは原形質流動ではないといわれていた。 しかし, 3 の粘菌の変形体 この場合は,古くから原形質流動とされている でも,流動にともなって外形が変わるから,原形質流動とアメーバ運動を区別するのは,あまり論理的な根拠はない。 アメーバ運動のしくみも変形体の原形質流動と同様であって,アクチンとミオシンが関与し, ATP がエネルギー源となっている。 本サイトに掲載された記事や画像の無断転載を禁じます。 Copyright C 2009-2012 SHINKOSHUPPANSHA KEIRINKAN CO. ,LTD. 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