2014/05/17

解糖と呼吸

ブドウ糖(グルコース)は、

無酸素下では、グルコースからピルビン酸へと分解され2ATPが生じる。

有酸素下では、ピルビン酸からアセチルCoA(コエンザイムA)に分解され、TCAサイクル、電子伝達系を経て、水、二酸化炭素に分解される。
その時、TCAサイクルで2ATP、電子伝達系で34ATPが生じる。
結果、1molのグルコースから38ATPが生じる。
ちなみに、ATPは1molあたり7.3kcalのエネルギーを持つ。

無酸素下でピルビン酸まで分解されるのが解糖系。
有酸素下でTCAサイクル、電子伝達系で行われるのが呼吸。

TCAサイクルはミトコンドリアのマトリックスで行う。

電子伝達系はミトコンドリアのクリステ(内膜)で行う。

化学式

C6H12O6+6O2→6H2O+6CO2+38ATP

2014/05/15

タンパク質の合成

細胞内におけるタンパク質の合成は、

まず、核内の核小体でRNAが形成される。

mRNAがDNAの遺伝情報を転写して核の外に出る。

tRNAがmRNAの情報に合わせてアミノ酸を集めrRNAに運ぶ。

rRNAがリボゾームを形成し、粗面小胞体でアミノ酸を原料にタンパク質の合成を行う。

この流れを、セントラルドグマという。

そして、粗面小胞体で合成されたタンパク質は、(滑面)小胞体の形でゴルジ装置に運ばれ、濃縮・加工・貯蔵され、再び包み込まれて小胞となり細胞外に放出される。



2014/05/08

運動のメカニズム

前回、人間の機能はハイスペックであると述べたが、今回はその一部を紹介したい。

我々が日常行っている行動(随意運動)は全て脳でプログラミングされている。


たとえば、目の前の「たまご」を取るとする。


まず、光を情報として目から脳の視覚野に、たまごがそこにあるという情報が伝えられる。


次に、側頭連合野で「たまご」であることを確認。


次に、頭頂連合野で「たまご」の位置・方向・距離の確認。


次に、前頭連合野で「たまご」を取るという意思が決定される。


これらの情報を受けて運動連合野で、手を動かすためのプログラムが組まれる。

どの筋を収縮・弛緩させるのか。
その際、収縮・弛緩はどの順で行わせるのか。
力の入れ具合はどれくらいにするのかなど。

そして、運動野はこのプログラムに従って筋へ運動の指令を発する。


さらに、小脳が運動の指令と実際の動きとを比べ見張りをする。

動きに誤りが生じた場合、すぐさまプログラムを組み直す指令を出し、その誤りを修正し、きちんとした動きが出来るように調節している。

この間わずか0.04秒。


こうして、我々は「たまご」を通り過ぎることなく、また握り潰すことなく手に取ることが出来るのである。


一つの行動でこれだけのやり取りが行われている。


我々は一日にどれだけ行動しているのだろう。


2014/05/01

生化学

人間の体は素晴らしい。
それは、生化学を学ぶことでより知ることが出来る。
その機能はハイスペックにも程がある。
これだけ科学が進歩していても、いまだに人間と同じ機能のロボットを造れない。
しかし、我々は存在している。

人間を構成してるタンパク質はアミノ酸から出来ている。

二十種類以上のアミノ酸がある個数、決まった配列で並ばないとタンパク質にはなれない。
自然の中でそう並ぶ確率は天文学的な数字になる。
ある人はこう言う。
「タイプライターの前に座らせた猿が、たまたまシェークスピアの一説を打つぐらいの確率だ。」
「時計の部品をプールに入れ、水の流れだけで完成させる確率だ。」

これだけ不可能に近い確立を乗り越えて我々は存在している。

だとしたら、誰かが並べたと考える方が早いのではないか。

もし、お腹の中の赤ちゃんに知能があったら、こう考えるだろう。

自分はどこから来たのかと。
そして、胎盤や羊水を分析して色々な説を唱えるだろう。
我々が宇宙へと調査の手を広げるように、子宮外の調査を始めるだろう。
我々が他の惑星を発見したように、他の臓器を発見するだろう。
我々が宇宙の果てに辿り着けないように、腹壁に辿り着けないかも知れない。
その腹壁の外に、まさかこんな世界が広がっているなんて想像すらしないだろう。
赤ちゃんはお腹の外に出て、初めてその理由を知る。
我々も宇宙の外に出たときに、全てを知ることが出来るのかも知れない。
そして、赤ちゃんの起源に親という存在があるように、我々人間にもそういう知り得ない存在があるのかも知れない。
そう考えると、人間がここまでハイスペックであることの説明がつく。
生化学を学べば学ぶほど、人間の機能がプログラム無しで出来あがるとは思えないのである。