私たち生物は細胞でできています。
細胞同士はただ隣り合っているのではなく、細胞同士で結びついています。
細胞間の結びつきを細胞間結合といいます。
今回は、どのように細胞間が接着しているかの解説をしていきます。
この記事の最後には、細胞間結合についての入試問題がついています。
是非最後まで読んで理解したかを問題で確認してみてください。
細胞間結合とは
私たち、多細胞生物はただ細胞同士が集まっているだけではありません。
同じ種類の細胞同士が結びついて、組織を作ります。
そして組織が結びついて、器官ができます。
このように、細胞同士が繋がることで一つの個体を作っているのです。
同じ種類の細胞同士は、互いを認識して膜タンパク質で結びつきます。
細胞同士の結合を細胞間結合というのです。
細胞間結合には、密着結合・固定結合・ギャップ結合の３種類があります。
密着結合
密着結合は、細胞の間に液体が通れないほど、強固に密着させる結合です・
密着結合は、細胞の間に液体が通れないほど、強固に密着させます。
例えば、消化管の上皮細胞です。
密着結合によって、消化した栄養分が細胞と細胞の間から漏れるのを防ぐことができます。
固定結合
上皮組織では、隣り合う細胞の膜同士がタンパク質で結合するだけではありません。
そのタンパク質と細胞内にある細胞骨格が結合しています。
そうすることで、伸縮性や強度が上がるのです。
このような結合を固定結合といいます。
固定結合を作るタンパク質は、カドヘリンとインテグリンが代表的です。
固定結合は、細胞どうしをカドヘリンやインテグリンなどのタンパク質で強く結合させる結合と覚えるといいでしょう。
固定結合には、接着結合・デスモソームによる結合・ヘミデスモソームによる結合などがあります。
接着結合
カドヘリンという細胞同士を接着させるタンパク質で細胞を繋ぎます。
カドヘリンには、細胞骨格のアクチンフィラメントが結合しています。
上皮細胞が曲がる動きに対応することができます。
デスモソームによる結合
カドヘリンを使って、鋲を打ち込むかのようにして、細胞同士をつなぎとめます。
カドヘリンには、細胞骨格の中間径フィラメントが結合します。
細胞同士のつながりを強くします。
ヘミデスモソーム
インテグリンを使って、細胞と細胞外マトリックスを繋ぎます。
インテグリンには、中間径フィラメントが結合しています。
ギャップ結合
動物細胞では、となりの細胞の細胞質が中空のタンパク質によって繋がります。
その中を、低分子の物質や無機イオンが移動します。
このような結合を植物細胞では、原形質連絡といいます。
入試問題にチャレンジ
以下の問いに答えよ。
心臓の筋組織（図1）では、心筋細胞どうしが長軸方向に結合している。
心房は多数の心筋細胞からなっているにもかかわらず、これらはほぼ同時に収縮する。
その理由は心筋細胞どうしが、特殊な結合により連結していることによる。
図2に、一般的な細胞間の結合様式を示す。
(1) 図2の(A)～(C)の結合名を下の（ア）～（ウ）から選べ。
- （ア） 密着結合
- （イ） 固定結合
- （ウ）ギャップ結合
(2) 下線部を可能とする細胞間の結合様式を図2 から選べ。
〔14 日本女子大 改〕
【解答】
(1)
- A ア
- B ウ
- C イ
(1)
Aは密着結合です。
細胞どうしを小さな分子も通さないほど密着させる結合です。
Bはギャップ結合です。
物質が移動できる小孔のあるタンパク質があります。
このタンパク質の孔の中をイオンなどが移動しています。
Cは固定結合です。
細胞どうしをカドヘリンやインテグリンなどのタンパク質で強く結合させる結合です。
そのタンパク質と細胞内の細胞骨格が結合して細胞を強く結合させます。
(2) B
心筋細胞は互いにほぼ同時に収縮しています。
つまり、細胞どうしが何らかの物質で連絡を取りあっているので、同時に動かすことができると考えられます。
ギャップ結合では細胞同士でのやりとりがあるので、ギャップ結合とわかります。
まとめ
・ 密着結合は、細胞の間に液体が通れないほど、強固に密着させる結合
・ 固定結合は、細胞どうしをカドヘリンやインテグリンなどのタンパク質で強く結合させる結合
・ ギャップ結合は、細胞の間に物質が移動できる小孔のあるタンパク質があり、孔の中をイオンなどが移動する。
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