細胞型：原核細胞、真核細胞 - 生物学 - 2025

2 種類の細胞が自然界で識別できるすべての生物を構成しています。これらは原核生物と真核生物として知られています。前者はいくつかの微生物の典型であり、後者は植物や動物と同じくらい複雑な多細胞生物を形成します。

細胞は生命の基本的な基本単位を表しており、1840年以降に多かれ少なかれ知られています。それぞれが「高等」または高等生物で認識される同じプロセスが起こるため、それらは「基本単位」であると言われています。繁雑。

自然界の2種類の細胞のスキーム：真核生物と原核生物。主な部分が示され、それらの違いを示しています（出典：機械可読の著者は提供されていません。Mortadelo2005が想定されています（著作権の主張に基づく）。WikimediaCommons経由）

したがって、細胞は、栄養を与え、代謝し、成長し、繁殖して子孫を残すことができる最小の生き物です（細胞は、別の既存の細胞からのみ取得できます）。

セルのサイズは大きく異なります。100ミクロン強の小さなバクテリアのサイズを考慮し、1メートルまで測定できる大人のニューロンのサイズと比較すると、約6桁の差があります。

ただし、その中で発生するプロセスは類似しているため、さまざまな種類の細胞が多くの特性を共有しています。たとえば、すべてが周囲の環境から隔てられ、一方の側から他方の側へ物質を選択的に通過させる膜によって囲まれています。

この膜で囲まれた空間には、細胞質と呼ばれる一種の液体や液体が含まれています。細胞質内成分とは、代謝や繁殖を可能にするもので、いくつかのプロセスがあります。

すべての細胞のサイトゾルには、核酸で構成される遺伝物質が含まれています（内膜で隔てられているかどうかは関係ありません）。大量の構造タンパク質と酵素活性; イオン、炭水化物、その他の化学的性質の異なる分子。

一部の細胞には、細胞膜を覆う細胞壁があり、細胞壁に一定の剛性、サポート、および機械的および化学的耐性を提供します。さらに、原核生物と真核生物の両方が、繊毛や鞭毛などの構造を持ち、複数の目的を果たします。

原核細胞

原核細胞は比較的単純な細胞です。その名前はギリシャ語で「前」を意味する「プロ」と「核」を意味する「カリヨン」に由来します。これは、原始または「原始」核を持ち、膜性の核を持たない生物を表すために使用されます。

原核生物は細菌と古細菌です。細菌は、生態学的かつ実用的な観点から（人間中心的に言えば）、またその存在量（個体数）に関しても、生物の最も重要なグループの1つです。

«平均的な»原核細胞の図（出典：Mariana Ruiz Villarreal（LadyofHats）。スペインのラベルはAlejandro Porto作。WikimediaCommons経由）

細菌のように豊富な古細菌は、塩水、火山泉、または非常に酸性で高温の場所などの住みづらくて敵対的な場所に生息しています。

古細菌とバクテリアには多くの違いがありますが、バクテリアが最もよく知られているグループであるため、バクテリアの最も特徴的な特徴のみを以下に説明します。

-特徴

原核生物は大きさと形が非常に多様であり、基本的には種と考えられる生き方に依存しています。たとえば、細菌は形態学的に球菌と桿菌に区別されます。

球菌はほぼ球形であり、互いに結びついて、いくつかの種に特徴的な細胞の集合体（ブドウの房に似ている）を形成できます。

桿菌は棒状ですが、その幅と長さは非常に変動します。これらは互いに関連付けられ、チョリソの「ひも」に似たチェーンを形成することもできます。

ヒト細胞に侵入するネズミチフス菌（赤）。著者：ロッキーマウンテンラボラトリーズ、NIAID、NIH米国政府（ファイル：SalmonellaNIAID.jpg）、Wikimedia Commons経由

原核細胞には多数の構造があり、それらはすべての重要なプロセスを実行する責任があります。細菌を真核細胞と区別する特徴の1つは、内部の膜構造がないことです。

言い換えれば、細菌は真核生物で見られるような細胞質小器官（ミトコンドリア、核、小胞体など）を欠いています。

-原核細胞の一部

細菌; 原核細胞、単細胞生物

ほとんどの原核生物で区別できる部分は、原形質膜、リボソーム、封入体、核様体領域、ペリプラズム空間、細胞壁、被膜、線毛、線毛、べん毛です。

血漿または細胞膜

細菌細胞を覆う膜は、それらとそれらの環境との間のインターフェースとして様々な機能を果たします。それは、二重層の形で配置された脂質と、一緒になって10 nm以下の厚さの構造を形成するいくつかの関連タンパク質で構成されています。

細胞の「面」「内」および「外」の二重層の面は、脂質の親水性部分を含み、その内部は非常に疎水性です。関連するタンパク質は、それらの関連の化学的性質に応じて、統合的または末梢的であり得る。

原核生物は内部の膜構造を持っていませんが、それらの原形質膜は陥入またはそれらの内部に顕著なひだを形成することができ、これらは異なる機能を果たします。

細胞質

細胞質は細胞膜と核の間の空間です。サイトゾルが含まれています。それは真核細胞の細胞質に非常に似ています。

サイトゾル

原形質膜は、サイトゾルと呼ばれる液体物質を内包しています。この流体には細胞骨格タンパク質や膜状オルガネラはありませんが、機能と特定のコンポーネントが定義された「領域」を区別できます。

バクテリアのサイトゾルに関連するいくつかの「構造」の良い例は、細胞質基質に浸された有機または無機材料で構成される顆粒である封入体のそれです。

リボソームと分子シャペロン

原核細胞のサイトゾルでは、細胞タンパク質の合成に関与する多数の粒子が見られます（細胞膜に関連する場合があります）。これらはリボソームとして知られており、真核細胞にも見られますが、後者ではより大きくなっています。

リボソームと密接に関連して、分子シャペロンと呼ばれるタンパク質もあり、リボソームによって合成されたタンパク質の折りたたみとのコラボレーションに責任があります。

核様体

原核細胞は通常、二本鎖環状染色体を構成するDNA分子を持っています。この染色体は、膜によって区切られた核内に囲まれていませんが、サイトゾルの定義された領域にパッケージされています。

この領域は、核様体または核領域として知られています。これは、細菌の特徴を定義するすべての遺伝情報を含み、細胞分裂時に複製するものです。

細菌の細胞壁

すべての細菌には、原形質膜を取り囲む細胞壁があります。この構造は原核生物の生存にとって非常に重要です。浸透圧溶解に対して一定の耐性を与えるからです。

細胞壁の特性に応じて、2つの大きなグループの細菌が識別されました：グラム陽性とグラム陰性。

グラム陽性菌の細胞壁は、原形質膜を囲むペプチドグリカン（N-アセチルグルコサミンとN-アセチルムラミン酸）の均一な層で構成されています。

グラム陰性菌はまた、原形質膜にペプチドグリカン細胞壁を持っていますが、それらを囲む追加の外膜も持っています。

両タイプの細菌の細胞壁と原形質膜の間の空間は、ペリプラズム空間と呼ばれ、重要な機能を持つ酵素や他のタンパク質が多数収容されています。

いくつかの細菌は、細胞壁に加えて、乾燥やバクテリオファージなどの病原体による攻撃を防ぐ働きをする多糖類と糖タンパク質の層を含んでいます。また、細胞接着プロセスでも機能します。

プラスミド

プラスミドはDNAの環状構造です。彼らは生殖に関与しない遺伝子のキャリアです。

カプセル

一部のバクテリア細胞に見られ、水分を保持し、細胞が表面や栄養素に付着するのを助けます。それは、他の生物に吸収されたときに細胞を保護する追加の外側コーティングです。

ピリ

原核細胞はまた、これらの細胞の表面上の「毛」の一種であり、細菌間の遺伝情報の交換においてしばしば重要な役割を果たす「ピリ」として知られる外部構造を持っています。

遺伝物質（DNAおよびRNA）

原核細胞は、DNAやRNAの形で大量の遺伝物質を持っています。原核細胞は核を欠いているため、細胞質には、細胞の成長、繁殖、生存に必要なほとんどの遺伝子を含む、DNAの大きな環状鎖しか含まれていません。

真核細胞

真核細胞（動物細胞）とその一部の例（出典：Alejandro Porto、Wikimedia Commons経由）

真核細胞は、自然界で目にする生物のほとんどを構成しています。真核生物は、酵母やその他の単細胞菌類、セコイアのような巨大な木、シロナガスクジラのような雄大な哺乳類です。

原核細胞と比較すると、真核細胞は細胞質内に多数の内部オルガネラと複雑な膜系が埋め込まれているため、かなり大きく複雑です。

「真核生物」という言葉は、ギリシャ語の「eu」（真を意味する）と「カリヨン」（核を意味し、膜で区切られた「真の核」を有する細胞に名前を付けるために使用される）に由来します。

-特徴

動物、植物、菌類、アメーバや酵母などの単細胞生物は、真核細胞で構成されています。

それらの違いにより、これらの生物を構成する細胞は複雑な内部組織を持っています。それらは、膜状の核と、非常に多様な内部オルガネラ、別々の膜を持っています。

-真核細胞の一部

細胞質

それは細胞膜と核の間にあり、その中には細胞小器官と細胞骨格があります。オルガネラの膜に含まれる空間は、細胞内マイクロコンパートメントを構成します。

原形質膜

真核生物の細胞核

核は、真核細胞の最も顕著で特徴的な細胞内オルガネラです。それは、遺伝物質（核酸）が真核生物の染色体を形成する「ヒストン」と呼ばれるタンパク質と密接に関連して囲まれている「容器」です。

このオルガネラは、核成分をサイトゾルの残りの部分から分離する一対の同心膜に対応し、遺伝子発現の観点から重要な機能を有する核エンベロープによって区切られています。

ミトコンドリア

ミトコンドリア

真核細胞のサイトゾルには、細胞が使用できるエネルギーの生成に関与する他の非常に重要な膜状オルガネラもあります。ミトコンドリアです。

これらのオルガネラのおかげで、生物は酸素の存在下で生きる能力を持っています。

ミトコンドリアは、細菌に似た「棒状」の構造であり（共生理論を参照）、独自のゲノムを持っているため、それらを収容する細胞とはほぼ独立して複製され、1つは高度に折り畳まれた内部ともう1つは2つの膜を持っています。 、細胞質ゾルに面しています。

代謝産物と情報の絶え間ない交換は、ミトコンドリア、サイトゾル、および細胞が機能するために不可欠である真核細胞の膜小器官のいくつかの間で発生します。

リボソーム

それらはタンパク質合成に不可欠な構造です。それらはリボソームRNAとタンパク質で構成されています。リボソームはタンパク質を作る働きをします。

葉緑体

葉緑体

植物、藻類、シアノバクテリア、ミトコンドリアに加えて、光合成に特化したオルガネラ（色素体）があります。これらには、特定の色素と酵素が豊富な多数の陥入と内部膜プロセスが含まれています。

大まかな小胞体（RER）

それはオルガネラ膜に関連付けられたリボソームを持っている細網の領域です。その中で、タンパク質は修飾され、合成されます。その主な機能は、細胞外または小胞内で作用するタンパク質を生成することです。

滑らかな小胞体（REL）

小胞体のこの領域にはリボソームがないため、その滑らかな外観が脂質とステロイドの合成に関与しています。

ゴルジ複合体または装置

ゴルジ複合体は、膜で覆われた「平らな袋の積み重ね」として定義されます。これは、小胞体で合成されたタンパク質の修飾部位の1つであり、細胞の他の領域や外部への分布に関与しています。

エンドソーム

エンドソームは、エンドサイトーシスのメカニズムの一部である膜によって制限された区画として説明できます。主な機能は、小胞を介して送信され、さまざまな細胞コンパートメントになる最終的な宛先に転送されるタンパク質の分類です。

リソソーム

リソソームは小さなオルガネラであり、「時代遅れの」タンパク質の細胞内消化に関与して、栄養価の高い化合物をサイトゾルに放出します。

ペロシドーマ

一方、ペルオキシソームは、主に活性酸素種の分解に関与しており、脂肪酸の酸化にも関与しています。

いくつかの寄生微生物には、グルコース異化作用のために改変および特殊化されたペルオキシソームがあります。そのため、それらはグリコソームとして知られています。

液胞

植物細胞は一般に液胞を持っています。これは、細胞の総体積の80％以上を占め、水を含み、既知の内膜システムを持っているため、植物の成長と発達に非常に重要な大きな細胞小器官ですトーンプラストのように。

細胞骨格

真核生物細胞を原核生物から区別する別の側面は、サイトゾルで一種の足場を形成する内部の繊維状タンパク質のネットワークの存在です。

この「足場」は、細胞の機械的安定性に貢献するだけでなく、細胞内コミュニケーション、内部輸送、および細胞運動のための重要な機能も備えています。

微小管

これは、フィラメントとともに細胞骨格の要素の一部です。それらは長くなったり短くなったりすることがあり、これは動的不安定性として知られています。

- 繊毛と鞭毛

細菌に当てはまるように、多くの真核生物、動物および植物の細胞は、特に移動および運動において機能する微小管から構成される外部構造を持っています。

鞭毛は最大1 mmの長さの構造物ですが、繊毛は2〜10ミクロンの長さにできます。これらの構造は微生物や小さな多細胞生物に豊富にあります。

動物や植物には、繊毛や鞭毛を持つ細胞もあります。これは、いくつかの器官の内部上皮を構成する細胞表面に並ぶ精子細胞と繊毛のべん毛の場合です。

セントリオレス

中心体は、微小管で構成される中空の円筒形の構造です。その誘導体は繊毛の基底体を生成し、それらは動物型細胞にのみ出現します。

フィラメント

それらはアクチンフィラメントと中間フィラメントに分類できます。アクチン細胞はアクチン分子の柔軟なフィラメントであり、中間体はさまざまなタンパク質から形成されるロープ状の繊維です。

プロテアソーム

それらは損傷したタンパク質を酵素的に分解するタンパク質複合体です。

参考文献

1. アルバーツ、B。、デニス、B。、ホプキン、K。、ジョンソン、A。、ルイス、J。、ラフ、M。、…ウォルター、P。（2004）。Essential Cell Biology。アビンドン：Garland Science、Taylor&Francis Group。
2. エンガー、E。、ロス、F。、およびベイリー、D。（2009）。生物学の概念（第13版）。マグローヒル。
3. Lodish、H.、Berk、A.、Kaiser、CA、Krieger、M.、Bretscher、A.、Ploegh、H.、… Martin、K.（2003）。分子細胞生物学（第5版）。フリーマン、WH&Company。
4. Meshi、T.、&Iwabuchi、M.（1995）。植物転写因子。植物細胞生理学、36（8）、1405–1420。
5. Prescott、L.、Harley、J.、およびKlein、D.（2002）。微生物学（第5版）。マグローヒル会社。
6. Solomon、E.、Berg、L.、&Martin、D.（1999）。生物学（第5版）。ペンシルベニア州フィラデルフィア：サンダース大学出版。
7. Taiz、L.および&Zeiger、E.（2010）。植物生理学（第5版）。マサチューセッツ州サンダーランド：Sinauer Associates Inc.