細菌細胞は、生体の最も簡単な既知の組織です。細菌は、細胞質内容物から膜を介して分離された核や細胞小器官を持たない単細胞生物です（すべての細菌は原核生物ドメイン内に分類されます）。
科学的研究は、細菌細胞にはオルガネラが欠如しているという事実にもかかわらず、それらは非常に制御された正確な組織、制御および内部ダイナミクスを持っていることを示しています。彼らは彼らが住んでいる環境の敵対的で変化する状況を生き残るために必要なすべてのメカニズムを持っています。
細菌とその部分の一般的な図（出典：このベクター画像は、Ali Zifan / CC BY-SA（https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0）によってWikimedia Commonsによって完全に作成されています）
このような適応性は、科学者にとって、分子生物学の基本原理を研究するための重要なツールと理想的な生物学的モデルを意味しています。DNAの複製、転写、翻訳に関する基本的な知識は、真核細胞の前に細菌細胞で最初に理解されました。
すべての細菌細胞は微視的です。つまり、顕微鏡を使用しないと肉眼で観察することができません。これは、これらの微生物の研究にとって大きな利点です。これは、小さなスペースで栄養源をほとんど使わずに維持および研究できるためです。何百万もの生きた細胞に。
現在、細菌細胞は最も重要なバイオテクノロジーツールの1つです。科学者はバクテリアの余分な染色体DNAを操作して、人間の興味の対象となるほとんどすべてのタンパク質を合成的に生成します。
細菌細胞の一般的な特徴
形態学的には、細菌細胞は非常に多様である可能性がありますが、それでも、それらはすべて共通の特性を共有しています。例えば：
-すべての細菌細胞は、それを取り囲む細胞壁を持ち、「ペプチドグリカン」と呼ばれるペプチドと炭水化物の組み合わせで構成されています。
-細菌細胞は単細胞生物です。つまり、各細胞は成長、摂食、繁殖、および死滅することができる完全な生物です。
-細菌の遺伝物質は、核様体領域として知られている領域で、細胞のサイトゾルに沈められた大きなもつれに「散在」または膨張しています。
-多くのバクテリアは「鞭毛」と呼ばれる運動のための特別な構造を持っており、それは彼らの体の最も外側の領域にあります。
-コロニーを形成したり、他の生物との共生関係を維持したりする細菌細胞を見つけることは一般的であり、さらに、多くの細菌は人間にとって病原性です。
-ほとんどの細菌は、長さがミクロン単位を超えないため、動物細胞（真核生物）のサイズのほぼ10または15分の1です。
-これらの微生物は事実上あらゆる環境条件に適応しているため、生物圏の既存のすべての環境で見られます。
菌体の構造（パーツ）
多くの科学者は、研究を容易にするために、細菌細胞を3つの解剖学的領域に細分します。観察されるすべてのタイプの細菌細胞に共通するこれらの3つの領域は次のとおりです。
- 細胞外構造（べん毛、毛、繊毛など）で構成される外部領域
- 細胞壁と細胞膜で構成される細胞被覆領域
- サイトゾルとその中に浮遊しているすべての構造によって形成された内部領域。
各地域で研究されている細菌の種類によっては、細菌細胞の「典型的な」とは異なるいくつかの構造と部分が観察されます。ただし、最も一般的な細菌細胞については、それらが見つかる各地域に従って説明および分類されています。
細胞外領域
- カプセル：細菌の細胞壁全体を覆うポリマー表面です。粘液と糖衣で構成されており、脂質とタンパク質に結合した豊富な炭水化物分子で構成されています。カプセルは細胞の重要な保護機能を果たします。
- フィルム：バクテリア細胞が浸されている表面、液体、または粘性マトリックスです。それらは、カプセルの多糖類と組成が類似する多糖類で形成され、一般に、細胞の保護および置換における機能を果たす。
- フィンブリエ：バクテリアの細胞壁に付着していることが発見された一種の非常に多くの糸状の付属物です。これらは、あらゆる表面への細菌細胞の移動と付着に役立ちます。それらはピリンと呼ばれる疎水性タンパク質で構成されています。
大腸菌細菌の線毛。約200本あります。出典：（画像：Manu Forero）/ CC BY（https://creativecommons.org/licenses/by/2.5）
- 性的線毛：一部の線毛（少数）は、一種の「パイプ」を形成するように変更されます。これは、細菌が接合（異なる細菌間の遺伝物質の移動）に使用する一種の「有性生殖」です。プリミティブ。
- 鞭毛：それらは、線毛よりも長いフィラメントであり、タンパク質で構成されています。彼らは「尾」の外観を持っています。それらは細胞の運動の駆動機能を果たし、細胞膜に固定されています。同じ細菌細胞内に1〜数百の鞭毛が見られます。
鞭毛を伴うビブリオ・バルニフィカス菌。CDC / Janice Haney Carr /パブリックドメイン
細菌べん毛の図（出典：LadyofHats /パブリックドメイン、Wikimedia Commons経由）
対象地域
細胞被覆は一般に、細胞膜と「細胞壁」と呼ばれるペプチドグリカン層で構成されています。エンベロープは、脂質、炭水化物、タンパク質の複合体で構成されています。ペプチドグリカンエンベロープの化学組成は、2種類の細菌を区別するための分類として使用されます。
グラム陽性菌とグラム陰性菌。グラム陽性菌はそれを覆う外膜のないペプチドグリカンの厚い層を持っていることを特徴としていますが、グラム陰性菌は外膜が上に重ねられたペプチドグリカンの薄い層しかありません。
- 細胞質膜：真核細胞の細胞膜と類似した構造を持っています。これは、関連タンパク質（統合または末梢）を備えたリン脂質二重層です。しかし、内因的に合成されたステロールを持たないという点で真核細胞の膜とは異なります。
細菌細胞の細胞質膜は、細胞融合、電子輸送、タンパク質分泌、栄養素輸送、脂質生合成などが行われる場所であるため、最も重要な構造の1つです。
内側の地域
- ゲノム：真核細胞と異なり、細菌細胞のゲノムは膜状核に含まれていません。その代わり、それは多かれ少なかれ円形に圧縮され、いくつかのタンパク質やRNAと結合するDNAのもつれとして存在します。このゲノムは真核生物のゲノムよりもはるかに小さく、サイズは約3〜5 MBで、単一の円形トポロジー染色体を形成します。
- プラスミドまたは染色体外DNA分子：細胞ゲノムDNAとは独立して複製できる小さな環状DNA分子。抗生物質および/または毒素への耐性に必要な情報がこれらにコード化されているため、一般にプラスミドDNA分子は結合中に交換されます。
細菌のDNAとプラスミド。元のファイル：ユーザー：Spaully。翻訳：フィボナッチ。/ CC BY-SA（https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5）
- リボソーム：リボソームは、タンパク質をコードする遺伝子の配列から転写されたRNAの翻訳に参加します。各細菌細胞には、約1500個のアクティブなリボソームがあります。細菌細胞のリボソームサブユニットは70、30、50秒ですが、真核細胞は60秒、40秒のサブユニットを持っています。
抗生物質が細菌のリボソームを攻撃し、タンパク質の翻訳を阻害し、細胞溶解または細胞死を引き起こすのはよくあることです。
- 内生胞子：細菌が休眠状態にある内部胞子を有し、環境条件が極端な場合、生存のために使用されます。表面の異なる受容体が条件が再び良好であることを検出すると、内生胞子は休眠状態から抜けます。これにより、完全に機能する新しい細菌細胞が作成されます。
細菌細胞内の緑の内生胞子。CNX OpenStax / CC BY（https://creativecommons.org/licenses/by/4.0）
- 顆粒または封入体：これらは、炭水化物、リン酸化合物およびその他の分子の一種の予備として機能します。それらの組成は細菌の種によって異なり、光学顕微鏡を使用して細胞質で簡単に見ることができます。
参考文献
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