Biology for Major II

学習成果

  • すべての細胞に共通の特徴を特定する
  • 原核細胞と真核細胞の構成とサイズを比較する

細胞は大きく2種類のいずれかに分類される。 原核生物と真核生物である。 細菌と古細菌の領域に属する単細胞生物は原核生物に分類される(pro=前、karyon-=核)。 動物細胞、植物細胞、菌類、原生生物は真核生物(eu=true)である。

原核細胞の構成要素

すべての細胞には4つの共通構成要素がある。 (1) 細胞内部と周囲の環境を隔てる外側の覆いである細胞膜、(2) 細胞内のゼリー状の領域で、他の細胞成分が存在する細胞質、(3) 細胞の遺伝物質であるDNA、(4) タンパク質を合成する粒子であるリボソームです。 しかし、原核生物は真核細胞とはいくつかの点で異なっている。

図1. この図は原核細胞の一般的な構造を示している。

原核細胞は単純な単細胞(単細胞)生物で、核やその他の膜結合小器官を持たない。 これが真核生物では大きく異なることが間もなくわかるようになります。 原核生物のDNAは、細胞の中心部、ヌクレオイドと呼ばれる黒ずんだ部分にあります(図1)。

古細菌や真核生物とは異なり、細菌は糖とアミノ酸からなるペプチドグリカンでできた細胞壁を持ち、多くは多糖類のカプセルを持っています(図1)。 細胞壁は、細胞を保護する特別な層として働き、細胞の形状を維持し、脱水を防止するのに役立つ。 また、カプセルによって、細胞は環境中の表面に付着することができる。 原核生物の中には、鞭毛、繊毛、フィンブリエを持つものがある。

真核細胞

自然界では、形態と機能の関係は、細胞のレベルを含むすべてのレベルで明白であり、これは真核細胞を探索することで明らかになる。 形は機能に従う」という原則は多くの文脈で見受けられます。 これは、一般に、ある構造物の形を見れば、その機能を推測することができるという意味で、両者は一致しているのです。 例えば、鳥や魚は流線型の体をしており、空気中であれ水中であれ、生きている媒体の中を素早く移動することができる。 真核細胞は「真の核」を意味し、膜に結合した核の存在を暗示している。 オルガネラとは「小さな器官」という意味で、先ほど学んだように、オルガネラには、体の器官が専門的な機能を持っているのと同じように、細胞の機能も専門的である。 原核生物はサイズが小さいため、細胞内に侵入したイオンや有機分子がすぐに他の部位に拡散してしまう。 同様に、原核生物細胞内で生じた老廃物も、すぐに外に出て行くことができる。 しかし、より大きな真核細胞は、細胞の輸送を促進するために、さまざまな構造的適応を進化させてきた。 実際、このような適応がなければ、細胞の大型化は不可能であった。 一般に、体積は細胞表面積よりもはるかに速く増加するため、細胞の大きさには限界がある。 細胞が大きくなると、物質が輸送される表面積の相対的な大きさが減少するため、細胞が細胞内のプロセスを支えるために十分な物質を獲得することがますます困難になります」

図2. この図は、さまざまな種類の細胞と細胞構成要素の相対的な大きさを示している。

まとめ:原核細胞と真核細胞の比較

原核生物は細菌と古細菌のドメインの単細胞生物である。 すべての原核生物は、細胞膜、細胞質、リボソーム、細胞壁、DNAを持ち、膜結合小器官を持たない。 また、多くは多糖類のカプセルを持つ。 原核細胞の直径は0.1~5.0μmです。

原核細胞同様、真核細胞にも細胞膜、細胞質、リボソームがありますが、一般的に原核細胞より大きく、真の核(DNAが膜で囲まれている)を持ち、機能の区分けを可能にする他の膜結合性オルガネラを有しています。

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