真核細胞：特徴、種類、部位、代謝 - 生物学

真核細胞は、膜によって区切られたコアを有する細胞を有する細胞小器官のセットを有することを特徴とする生物の幅広いラインの構成成分です。

真核生物の最も著名なオルガネラの中に、植物に見られ、光合成プロセスに関与する細胞呼吸やエネルギーと葉緑体の生成に関連する他の経路に関与するミトコンドリアがあります。

動物の真核細胞。出典：Wikimedia CommonsのNikol valentina romero ruiz作

さらに、ゴルジ体、小胞体、液胞、リソソーム、ペルオキシソームなど、真核生物に固有の膜によって制限される他の構造があります。

真核生物の一部である生物は、サイズと形態の両方が非常に不均一です。このグループは、単細胞原生動物や微視的酵母から、深海に生息する植物や大型動物までさまざまです。

真核生物は原核生物とは異なり、主に核やその他の内部オルガネラの存在に加えて、遺伝物質の高度な構成を持っています。真核生物は、構造的および機能的の両方の側面ではるかに複雑であると言えます。

一般的な特性

真核細胞を定義する最も重要な特徴は、遺伝物質（DNA）が内部にある定義された核の存在、特定のタスクを実行する細胞内オルガネラ、および細胞骨格です。

したがって、一部の系統には特別な特性があります。たとえば、植物には葉緑体、大きな液胞、セルロースの厚い壁があります。菌類ではキチン壁が特徴的です。最後に、動物細胞には中心体があります。

同様に、原生生物と真菌には真核生物の単細胞生物があります。

パーツ（オルガネラ）

真核生物の特徴的な特徴の1つは、細胞小器官または膜に囲まれた細胞内コンパートメントの存在です。私たちが最も目立つのは：

芯

真核生物のヒト細胞の表現。コアが見えます

核は、真核細胞で最も目立つ構造です。それは、細胞質と核内部との間の物質の交換を可能にする二重多孔性脂質膜によって区切られています。

それはすべての細胞プロセスの調整を担当するオルガネラです、それは非常に様々なプロセスが実行されることを可能にするDNAに必要なすべての指示を含んでいるからです。

核は完全に球形で静的な細胞小器官ではなく、その中にDNAがランダムに分散しています。これは、核膜、クロマチン、核小体などのさまざまなコンポーネントを備えた、非常に複雑な構造です。

カハール体やPML体（前骨髄球性白血病）など、核内部には他の体もあります。

ミトコンドリア

ミトコンドリアは、二重膜システムに囲まれた細胞小器官であり、植物と動物の両方に見られます。細胞あたりのミトコンドリアの数は、そのニーズに応じて異なります。エネルギー要件の高い細胞では、数は比較的多くなります。

ミトコンドリアで起こる代謝経路は、クエン酸回路、電子伝達と酸化的リン酸化、脂肪酸のベータ酸化、そしてアミノ酸の分解です。

葉緑体

葉緑体は植物や藻類の典型的なオルガネラであり、複雑な膜システムを示しています。最も重要な構成要素は、光合成に直接関与する緑色色素であるクロロフィルです。

光合成に関連する反応に加えて、葉緑体はATPを生成したり、アミノ酸、脂肪酸などを合成したりできます。最近の研究では、この区画が病原菌に対する物質の生産に関連していることが示されています。

ミトコンドリアと同様に、葉緑体は円形の形で独自の遺伝物質を持っています。進化論の観点から、この事実は、ミトコンドリアと葉緑体を生じさせた可能な共生プロセスの理論を支持する証拠です。

小胞体

小胞体は、核に続く膜のシステムであり、迷路の形で細胞全体に広がっています。

リボソームの存在に応じて、滑らかな小胞体と粗い小胞体に分けられます。固定されたリボソームのおかげで、粗い網状構造は主にタンパク質合成の原因です。滑らかな部分は、脂質の代謝経路に関連しています

ゴルジ体

「ゴルジスタンの水槽」と呼ばれる一連の平らなディスクで構成されています。それはタンパク質の分泌と修飾に関係しています。また、脂質や炭水化物などの他の生体分子の合成にも関与しています。

真核生物

1980年に、研究者のカールウーゼと共同研究者は、分子技術を使用して生物間の関係を確立することに成功しました。一連の先駆的な実験を通じて、5つのレルムの従来の見方を残して、3つのドメイン（「スーパーレルム」とも呼ばれる）を確立することに成功しました。

Woeseの結果によると、地球上の生物を、古細菌、真正細菌、真核生物の3つの顕著なグループに分類できます。

ユーカリヤドメインには、真核生物として知られている生物があります。この系統は多種多様であり、単細胞生物と多細胞生物の両方が多数含まれています。

単細胞

単細胞真核生物は非常に複雑な生物です。なぜなら、真核生物の典型的な機能をすべて単一の細胞内に持たなければならないからです。原生動物は、歴史的には根足動物、繊毛虫、鞭毛虫、および胞子虫に分類されます。

最も顕著な例として、我々はミドリムシを持っています：鞭毛を通って移動することができる光合成種。

ゾウリムシ属に属する有名なゾウリムシなどの繊毛真核生物もあります。これらは典型的な滑り止めの形状をしており、多数の繊毛の存在のおかげで動きます。

このグループには、トリパノソーマ属など、人間や他の動物の病原性種もあります。この寄生虫のグループは、細長い体と典型的な鞭毛を持っていることを特徴としています。それらはシャーガス病（Trypanosoma cruzi）および睡眠病（Trypanosoma brucei）の原因です。

プラスモディウム属は、マラリアまたは人間のマラリアの原因物質です。この病気は致命的な場合があります。

単細胞真菌もありますが、このグループの最も顕著な特徴は後のセクションで説明します。

植物

私たちが毎日観察している植物のすべての大きな複雑さは、草や草から複雑で大きな木まで、真核生物の系統に属しています。

これらの個体の細胞は、セルロースで構成される細胞壁を有し、構造に剛性を与えることを特徴とする。さらに、彼らは光合成プロセスが発生するために必要なすべての生化学的要素を含む葉緑体を持っています。

植物は、非常に多様な生物のグループを表しており、複雑なライフサイクルは、いくつかの特性に含めることは不可能です。

きのこ

「真菌」という用語は、カビ、酵母、およびキノコを生産することができる個体などの異なる生物を示すために使用される。

種に応じて、彼らは性的にまたは無性的に繁殖することができます。彼らは主に胞子の生産によって特徴付けられます：環境条件が適切なときに開発することができる小さな潜在的な構造。

あなたはそれらが植物に似ていると思うかもしれません。なぜなら、どちらも固定した生き方をすることを特徴とするので、それらは動かないということです。しかし、菌類は葉緑体を欠いており、光合成を行うために必要な酵素機構を持っていません。

彼らの摂食方法は、ほとんどの動物と同様に従属栄養であるため、エネルギー源を探す必要があります。

動物

動物は、カタログ化され、正しく分類されたほぼ100万の種で構成されるグループを表していますが、動物学者は、真の値は700万または800万に近いと推定しています。彼らは上記のように多様なグループです。

彼らは従属栄養である（彼らは彼ら自身の食物を探す）ことを特徴とし、彼らが動くことを可能にする驚くべき機動性を持っています。このタスクのために、彼らは陸、水、空を移動できるようにする一連のさまざまな移動メカニズムを持っています。

それらの形態に関して、私たちは信じられないほど異質なグループを見つけます。無脊椎動物と脊椎動物に分けることもできますが、それらを区別する特徴は脊柱と脊索の存在です。

無脊椎動物の中には、ハマキガ科、刺胞動物、環形動物、線虫、扁形動物、節足動物、軟体動物、棘皮動物があります。脊椎動物には魚、両生類、爬虫類、鳥、哺乳類などのよく知られたグループが含まれます。

真核細胞の種類

真核細胞には非常に多様性があります。最も複雑なものは動植物にあると思うかもしれませんが、これは誤りです。最も複雑なのは原生生物であり、生命に必要なすべての要素が単一の細胞内に閉じ込められている必要があります。

多細胞生物の出現につながった進化の道には、細胞分化として知られている、個人内でタスクを分散させる必要性が伴いました。したがって、各細胞は一連の限られた活動に責任があり、それらを実行することを可能にする形態を持っています。

配偶子の融合または受精のプロセスが発生すると、得られた接合子は一連の細胞分裂を繰り返し、250以上の細胞型の形成につながります。

動物では、胚が続く分化経路は、それが環境から受け取る信号によって指示され、発生中の生物におけるその位置に大きく依存します。私たちが持っている最も顕著な細胞型の中で：

ニューロン

神経系の一部である神経インパルスの伝導に特化したニューロンまたは細胞。

筋細胞

収縮特性を持ち、フィラメントのネットワークに整列している骨格筋細胞。これらは、走ったり歩いたりといった動物の典型的な動きを可能にします。

軟骨細胞

軟骨細胞はサポートを専門としています。このため、それらはコラーゲンを持つマトリックスに囲まれています。

血球

血液の細胞成分は、赤血球と白血球、および血小板です。前者は円盤型で、成熟すると核がなくなり、ヘモグロビンを輸送する機能を持っています。白血球は免疫反応に関与し、血小板は血液凝固プロセスに関与します。

代謝

真核生物は、解糖、ペントースリン酸経路、脂肪酸のベータ酸化などの一連の代謝経路を、特定の細胞内コンパートメントで組織化して提示します。たとえば、ATPはミトコンドリアで生成されます。

植物細胞は、太陽光を取り入れて有機化合物を生成するために必要な酵素機構を持っているため、特徴的な代謝を持っています。このプロセスは光合成であり、それらを代謝に必要なエネルギー成分を合成できる独立栄養生物に変えます。

植物には、グリオキシソームで発生するグリオキシレートサイクルと呼ばれる特定の経路があり、脂質の炭水化物への変換を担っています。

動物と菌類は従属栄養生物であるという特徴があります。これらの血統は、自分の食べ物を生産することができないため、積極的に探し出して分解する必要があります。

原核生物との違い

真核生物と原核生物の決定的な違いは、膜に囲まれ、最初の生物群で定義された核の存在です。

両方の用語の語源を調べることで、この結論に達することができます。真核生物は「真の核」（euは「真」を意味し、カリオンは核を意味する）の存在を指します。

ただし、よく知られているゾウリムシや酵母などの単細胞真核生物（つまり、生物全体が単一の細胞）を見つけます。同様に、人間を含む動物のような多細胞真核生物（複数の細胞で構成される）を見つけます。

化石の記録によると、真核生物は原核生物から進化したと結論付けることができました。したがって、両方のグループが、とりわけ細胞膜の存在、一般的な代謝経路などの類似した特性を持っていると仮定するのは論理的です。2つのグループの最も顕著な違いを以下に説明します。

出典：機械可読の著者による提供なし。Mortadelo2005を想定（著作権の主張に基づく）。、ウィキメディア・コモンズ経由

サイズ

真核生物ははるかに複雑で細胞要素が多いため、通常は原核生物よりサイズが大きくなります。

平均して、原核生物の直径は1〜3 µmですが、真核細胞は10〜100 µmのオーダーです。このルールには注目すべき例外がありますが。

オルガネラの存在

原核生物では、細胞膜によって区切られた構造はありません。これらは非常に単純であり、これらの内部組織を欠いています。

通常、原核生物が所有する唯一の膜は、外部環境で生物を区切る役割を担っています（この膜は真核生物にも存在することに注意してください）。

芯

上記のように、核の存在は、両方のグループを区別するための重要な要素です。原核生物では、遺伝物質はいかなる種類の生体膜によっても区切られていません。

対照的に、真核生物は複雑な内部構造を持つ細胞であり、細胞の種類に応じて、前のセクションで詳細に説明した特定の細胞小器官を提示します。これらの細胞は通常、各遺伝子の2つのコピーを持つ単一の核を持っています-人間のほとんどの細胞のように。

真核生物では、DNA（デオキシリボ核酸）はさまざまなレベルで高度に組織化されています。この長い分子は、ヒストンと呼ばれるタンパク質に関連付けられており、細胞分裂のある時点で染色体として観察できる小さな核に入ることができるレベルまで圧縮されています。

原核生物はそのような洗練されたレベルの組織を持っていません。一般に、遺伝物質は、細胞を囲む生体膜に付着できる単一の環状分子として発生します。

ただし、DNA分子はランダムに分布していません。遺伝物質は膜に包まれていませんが、核様体と呼ばれる領域にあります。

ミトコンドリアと葉緑体

ミトコンドリアの特定のケースでは、これらは細胞のオルガネラであり、細胞の呼吸プロセスに必要なタンパク質が見つかります。原核生物-酸化反応のためにこれらの酵素を含まなければならない-は原形質膜に固定されています。

同様に、原核生物が光合成である場合、このプロセスはクロマトフォアで行われる。

リボソーム

リボソームは、メッセンジャーRNAを、分子がコードするタンパク質に翻訳するための構造です。それらは非常に豊富で、例えば、Escherichia coliなどの一般的な細菌は15,000までのリボソームを保有できます。

リボソームを構成する2つの単位、つまりメジャーとマイナーを区別できます。原核生物の系統は、大きな50Sサブユニットと小さな30Sサブユニットで構成される70Sリボソームを提示することを特徴としています。対照的に、真核生物では、それらは大きな60Sと小さな40Sサブユニットで構成されています。

原核生物では、リボソームは細胞質全体に散在しています。真核生物では、粗い小胞体のように、膜に固定されています。

細胞質

原核生物の細胞質は、リボソームの存在により、ほとんど粒状の外観をしています。原核生物では、DNA合成は細胞質で起こります。

細胞壁の存在

原核生物と真核生物はどちらも、二重の脂質生体膜によって外部環境から区切られています。しかし、細胞壁は細胞を取り囲む構造であり、原核生物の系統、植物、真菌にのみ存在します。

この壁は堅く、最も直感的な一般的な機能は、環境ストレスや起こり得る浸透圧変化から細胞を保護することです。ただし、構成レベルでは、この壁はこれら3つのグループではまったく異なります。

細菌の壁は、ペプチドグリカンと呼ばれる化合物で構成され、β-1,4タイプの結合で結合された2つの構造ブロック、N-アセチル-グルコサミンとN-アセチルムラミン酸によって形成されます。

植物と真菌-両方の真核生物-壁の構成も異なります。最初のグループはセルロース、つまり糖グルコースの繰り返し単位によって形成されるポリマーでできていますが、真菌はキチンの壁と他の要素（糖タンパク質やグリカンなど）を持っています。すべての真菌に細胞壁があるわけではないことに注意してください。

DNA

真核生物と原核生物の間の遺伝物質は、それが圧縮される方法だけでなく、その構造と量も異なります。

原核生物は、600,000塩基対から800万までの少量のDNAを特徴としています。つまり、500から数千のタンパク質をコードすることができます。

イントロン（タンパク質をコードせず、遺伝子を妨害するDNA配列）は、原核生物ではなく真核生物に存在します。

水平方向の遺伝子導入は原核生物では重要なプロセスですが、真核生物ではほとんどありません。

細胞分裂プロセス

どちらのグループでも、セルボリュームは適切なサイズに達するまで増加します。真核生物は有糸分裂の複雑なプロセスによって分裂を行い、その結果、サイズが似た2つの娘細胞ができます。

有糸分裂の機能は、各細胞分裂の後に適切な数の染色体を確保することです。

このプロセスの例外は、酵母、特にサッカロミセス属の細胞分裂です。分裂は、「膨らみ」によって形成されるため、分裂により小さな娘細胞が生成されます。

原核細胞は有糸分裂細胞分裂を受けません-核の欠如の本質的な結果。これらの生物では、分裂はバイナリー分裂によって起こります。したがって、細胞は成長し、2つの等しい部分に分裂します。

セントロメアなど、真核生物の細胞分裂に関与する特定の要素があります。原核生物の場合、これらに類似したものはなく、微小管を持っている細菌の数種だけです。性的タイプの生殖は真核生物では一般的であり、原核生物ではまれです。

細胞骨格

真核生物は細胞骨格レベルで非常に複雑な組織を持っています。このシステムは、直径によってマイクロフィラメント、中間フィラメント、および微小管に分類された3種類のフィラメントで構成されています。さらに、このシステムに関連する運動特性を持つタンパク質があります。

真核生物には、細胞が環境内を移動できるようにする一連のプロセスがあります。鞭毛を思わせる鞭毛で、真核生物と原核生物では動きが異なります。繊毛は短く、一般に多数存在します。

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真核細胞：特徴、種類、部位、代謝 - 生物学 - 2025