原核細胞の構造と機能
原核細胞の大きさは約1～5μmで、顕微鏡ではっきりと観察することができます。
原核細胞には、外部構造と内部構造があります。
鞭毛 – 鞭毛はタンパク質でできた鞭のような構造で、細胞に運動性を与えます。
- Monotrichous – 1本の鞭毛を持つ細胞
- Lophotrichus – 細胞の一端に房と呼ばれる鞭毛のかたまりを持つ細胞。
- Aphitrichus – 細胞の両端にべん毛を持つ細胞。
- Peritrichous – 細胞の表面を全体的に覆うべん毛を持つ細胞。
鰭状突起と毛状突起 – 鰭状突起はタンパク質でできた粘着性のある突起状の構造物で、細胞同士や周囲の物体に付着するために使われ、毛状突起は細胞から別の細胞にDNAを転送するために使われる管です。
細胞壁 – 原核細胞の細胞壁は、細胞膜の外側に存在しています。 細胞の形状や構造に剛性を与え、環境から細胞を保護します。 細菌の細胞壁は主にペプチドグリカンで構成されており、細胞壁の組成に基づいて細菌はグラム陽性菌とグラム陰性菌に分類されます。
細胞質膜-細胞質膜は、環境と細胞の内部構造との間に選択的な障壁を提供する膜である。
細胞質
細胞質は、原核細胞内に存在する、厚みのある水性で半透明の弾性流体である。 約80％が水分で、主にタンパク質（酵素）、糖質、脂質、無機イオン、多くの低分子化合物を含んでいる。
核酸塩／遺伝子材料 – 細胞質には核酸塩と呼ばれる領域も含まれており、ここには細胞のDNAが存在しています。 原核生物の細胞は、核膜やエンベロープに含まれていない染色体から構成されています。
リボソーム – リボソームは、原核細胞においてヌクレオイドに次ぐ主要な構造体です。 リボソームはタンパク質とRNAの複合体で構成されており、細胞内のタンパク質合成の場となっています。 原核生物のリボソームは70Sで、50Sと30Sのサブユニットから構成されている（Sはシドベリ係数の略で、大きさや形状の関数であり、遠心分離機での沈降速度によって決まる）
封入体-ある種の細菌の細胞質には、封入体と呼ばれる多くの粒状構造が見られる。 これらにはデンプン、グリコーゲン、脂質などの有機化合物が含まれており、食物の貯蔵庫として機能しています。
内包物 – 多くのグラム陽性菌は、内包物と呼ばれる特殊な抵抗性のある休眠構造を形成することができます。
原核細胞は真核細胞よりもはるかに小さい。
原核細胞は真核細胞よりはるかに小さく、原核細胞と真核細胞の主な違いは以下の通りです。
| 特徴 | 原核細胞 | 真核細胞 |
| 細胞壁 | 層状の複雑な構造をしている。 ペプチドグリカンが含まれていることが多い | 構成が単純であること。 |
| 細胞膜 | 糖質やステロールを含まない | 糖質やステロールを含む |
| グリコカリックス | カプセルやスライム層として存在する | 細胞壁を持たない細胞に存在する |
| 細胞オルガネラ | なし。 いくつかの封入体のみが存在する | ER、ゴルジ体、リソソーム、ミトコンドリア、リソソーム |
| 核 | 核膜や核小体がなく、はっきりしない | はっきりした核が存在する。 |
| 染色体 | ヒストンを持たない核物質として単一の円形染色体が存在する | ヒストンを持つ複数の線状染色体が存在する |
| リボソーム | 70S | 80S |
| 細胞分裂 | バイナリー fission | Mitosis |
Points to Remember:
- すべてのバクテリアは原核生物であり、真核生物よりもはるかに単純な構造をしています。
- ほとんどの細菌は、形を与え、浸透圧による溶解から守るために、細胞膜の外側に細胞壁を持っています。
- 細菌の壁は化学的に複雑で、通常はペプチドグリカンやムレインを含んでいます。
- 細胞質マトリックスには封入体やリボソームが含まれている
- 原核生物の遺伝物質はヌクレオイドと呼ばれる領域にあり、膜で囲まれていない。
- 莢膜、鞭毛、性繊毛などの構造は細胞壁の外側にある。
- 一部の細菌は、熱、乾燥、多くの化学物質に耐性のある休眠構造である内胞を形成することで、不利な環境条件を生き延びることができる。