生物学におけるマトリックスの意味とは？ミトコンドリアの基質領域としてのマトリックスの概念、マトリックスとは何か？②

前回書いたように、マトリックス（matrix）という言葉は、もともとは、ラテン語において、交配用の母畜や、接ぎ木や挿し木のもととなる親木のことを意味する言葉であり、

それは、抽象的な意味としては、物事の土台となる基盤や基質、本源といった意味を表す言葉として用いられていたと考えられることになります。

そして、こうした抽象的な意味としてのマトリックスの概念は、生物学や物理学、数学といったそれぞれの学問分野において、互いに少しずつ異なった意味を表す概念として捉えられていくことになります。

生物学におけるミトコンドリアの内部構造としてのマトリックスの概念

まず、生物学の分野においては、

マトリックス（matrix）という言葉は、主に、ミトコンドリアの内部構造について言及するときに用いられる概念であると考えられることになります。

ミトコンドリア（mitochondria）とは、動物や植物、菌類、原生生物といった多くの生物の細胞に含まれている多数の細胞小器官の名称であり、

ミトコンドリアは、生物細胞の内部で好気呼吸（酸素呼吸）を行うことによって細胞内のエネルギー生産を担っているほか、

ミトコンドリアDNAと呼ばれる生物本体とは異なる自分独自のDNAを持っているように、他の細胞小器官とは少し異なった特殊な構造をもった細胞領域としても知られています。

そして、

こうしたミトコンドリアと呼ばれる細胞小器官の内部構造は、外界と自身を隔てている外膜と、外膜の内側に存在するひだ状の形をした内膜という二重膜構造となっていて、

このうち、外膜と内膜の間の中間領域が膜間腔と呼ばれるのに対して、そのさらに奥のに存在する内膜に囲まれた内側の領域がマトリックス（matrix）と呼ばれる領域に該当することになります。

ミトコンドリアの内部に広がるマトリックスの海と無数の酵素たち

ミトコンドリアのマトリックスと呼ばれる領域の内部は、好気呼吸（酸素呼吸）によるエネルギー代謝や、脂肪酸の代謝を行う様々な種類の大量の酵素が存在する溶液によって満たされていて、

ミトコンドリア独自の遺伝情報を担うミトコンドリアDNAもこの領域に存在しているのですが、

こうしたマトリックスと呼ばれる領域と、その境界を担う内膜の部分が、ミトコンドリアにおける主要な機能を担う重要な基質部分、すなわち、ミトコンドリアの基盤となる領域として位置づけることができると考えられることになります。

言わば、

ミトコンドリアの内部には、その最も外側に位置する外膜と、中間領域である膜間腔、そして内膜とを隔てたさらに内側の領域に、無数の酵素たちがぷかぷかと浮かぶマトリックスの海が広がっていて、

そうしたマトリックスの海に浮かぶ無数の酵素たちによって生み出される好気呼吸（酸素呼吸）の働きが、動物や植物、菌類、原生生物といったほとんどすべての生物たちのあらゆる生命活動の源となっていると考えられることになるのです。

冒頭でも書いたように、マトリックス（matrix）という言葉は、そのラテン語の原義においても、抽象的な意味では、基盤や基質、本源といった意味を表す言葉として用いられていたと考えられることになりますが、

つまり、生物学においては、

生物の生命活動の基盤となるエネルギー生産を担う細胞小器官がミトコンドリアという名で呼ばれていて、

さらに、そのミトコンドリアの内部構造において、エネルギー代謝などのミトコンドリアの主要な機能を担う基質領域がマトリックスという名で呼ばれていると考えられることになるのです。

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以上のように、

生物学においてマトリックス（matrix）という概念は、

生物細胞においてエネルギー生産を担う細胞小器官であるミトコンドリアの内部構造において、

好気呼吸（酸素呼吸）によるエネルギー代謝といったミトコンドリアの主要な機能を担う基盤となる内膜の内側の基質領域のことを意味する概念として用いられていると考えられることになります。

ちなみに、こうしたミトコンドリアの内部構造としての生物学におけるマトリックスの概念は、

世界の真実の姿に目覚めた主人公のネオや、船長モーフィアスたちがコンピュータによって創り上げられた仮想現実からの人類の解放を目指して戦う物語が描かれているアメリカのSF映画『マトリックス』の世界観とも非常に深い関わりのある概念であると考えられることになるのですが、

そうしたことについて詳しく考えていく前に、

まずは、次に、数学や物理学といった学問分野において、マトリックスという概念がどのような意味をもつ概念として捉えられることになるのか？ということについて詳しく考えておくことが必要となります。

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次回記事：数学と物理学におけるマトリックスの概念、数の配列構造としての行列とマトリックス力学、マトリックスとは何か？③

前回記事：マトリックスとは何か？①ラテン語の原義におけるmatrixの意味と由来と英語のmatrixとの発音の違い

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