科学者たちは、原核細胞は地球上で最初の生命体の一部であると信じています。 これらの細胞は今日でも豊富にあり、細菌と古細菌に分けることができます。
原核細胞の典型的な例は 大腸菌（E. 大腸菌）.
原核細胞は、高校の細胞生物学を習得するための基本です。 原核生物のさまざまな細胞成分について学ぶために読んでください。
原核生物とは何ですか？
原核生物は、膜に結合していない単純な単細胞生物である傾向があります オルガネラ または核。 真核生物 これらの構造を持っています。
数十億年前、原核生物は膜に結合した有機分子から進化した可能性があります 原始生命体. 彼らは地球上で最初の生命体だったのかもしれません。
原核生物は2つのドメインに分けることができます。 バクテリア そして 古細菌.
（ドメインについて書くときは、名前を大文字にする必要があることに注意してください。 ただし、一般的に2つのグループについて書くときは、小文字のままにしておくことができます。）
どちらのグループも小さな単細胞生物で構成されていますが、違いがあります。 バクテリアはペプチドグリカンを含んでいます 細胞壁 古細菌はそうではありません。 さらに、バクテリアは 脂肪酸 古細菌が持っている間彼らの原形質膜脂質で フィタニル グループ。
一般的な細菌のいくつかの例が含まれます E。 大腸菌 そして 黄色ブドウ球菌 （staphとしてよく知られています）。 塩に生息する好塩菌は古細菌の一例です。
バクテリア：基本
細菌は、原核細胞を構成する2つのドメインの1つです。 それらは多様な生命体であり、二分裂によって繁殖します。
3つの基本があります バクテリアの細胞の形: 球菌, バシラス そして スピリルム. 球菌は楕円形または球形の細菌であり、桿菌は棒状であり、スピリルムはらせん状です。
バクテリアは人間の病気と健康に重要な役割を果たします。 これらの微生物のいくつかは、 黄色ブドウ球菌、人々に感染症を引き起こす可能性があります。 ただし、他のバクテリアは有益です。 ラクトバチルスアシドフィルス、これはあなたの体が乳製品に含まれる乳糖を分解するのを助けます。
古細菌：基本
当初は古代細菌として分類され、「古細菌」と呼ばれていましたが、古細菌には現在独自のドメインがあります。 古細菌の多くの種は 極限環境微生物 沸騰した温泉や酸性水など、バクテリアが耐えられない極端な条件で生活しています。
いくつかの例には、華氏176度（摂氏80度）を超える温度で存在する超好塩菌や、10〜30パーセントの範囲の塩溶液に生息できる好塩菌が含まれます。 古細菌の細胞壁は保護を提供し、極限環境での生活を可能にします。
古細菌には、棒状かららせん状まで、さまざまな形やサイズがあります。 繁殖のような古細菌の行動のいくつかの側面は、細菌に似ています。 ただし、遺伝子発現などの他の動作は真核生物に似ています。
原核生物はどのように繁殖しますか？
原核生物はいくつかの方法で繁殖することができます。 生殖の基本的なタイプには、出芽が含まれます。 二分裂 と断片化。 一部の細菌は胞子を形成しますが、この過程で子孫が形成されないため、繁殖とは見なされません。
出芽 細胞が泡のように見える芽を作るときに起こります。 芽は親細胞に付着している間成長し続けます。 最終的に、芽は親細胞から切り離されます。
二分裂 セルが2つの同一の娘セルに分割されたときに発生します。 断片化 セルが小さな断片または断片に分割され、各断片が新しいセルになるときに発生します。
二分裂とは何ですか？
二分裂は、原核細胞における一般的なタイプの生殖です。 このプロセスでは、親セルを同一の2つのセルに分割します。 二分裂の最初のステップは、DNAをコピーすることです。 次に、新しいDNAがセルの反対側の端に移動します。
次に、細胞は成長し、拡大し始めます。 最終的に、 中隔 リングが中央に形成され、セルを2つにつまみます。 結果は2つの同一のセルです。
二分裂を真核細胞の細胞分裂と比較すると、いくつかの小さな類似点に気付くかもしれません。 たとえば、両方 有糸分裂 と二分裂は同一の娘細胞を作成します。 どちらのプロセスにも、DNAの複製が含まれます。
原核細胞の構造
原核生物の細胞構造はさまざまですが、ほとんどの生物にはいくつかの基本的な要素があります。 原核生物には 細胞膜 または 原形質膜 それは保護カバーのように機能します。 彼らはまた堅い 細胞壁 追加のサポートと保護のため。
原核細胞は リボソーム、タンパク質を作る分子です。 彼らの遺伝物質は 核様体、DNAが住んでいる地域です。 と呼ばれるDNAの追加のリング プラスミド 周りに浮かぶ 細胞質. 原核生物には核膜がないことに注意することが重要です。
これらの内部構造に加えて、いくつかの原核細胞は 線毛 または べん毛 彼らが動くのを助けるために。 線毛は毛のような外的特徴であり、べん毛は鞭毛のような外的特徴です。 バクテリアのようないくつかの原核生物は、細胞壁の外側に莢膜を持っています。 栄養素の貯蔵もさまざまですが、多くの原核生物は細胞質に貯蔵顆粒を使用しています。
原核生物の遺伝情報
原核生物の遺伝情報は核様体内に存在します。 真核生物とは異なり、原核生物には膜結合核がありません。 代わりに、環状DNA分子は細胞質の領域に住んでいます。 たとえば、環状細菌の染色体は、個々の染色体ではなく、1つの大きなループです。
細菌のDNA合成は、特定のヌクレオチド配列での複製の開始から始まります。 次に、伸長が起こり、新しいヌクレオチドが追加されます。 次に、新しい染色体が形成された後に終了が起こります。
原核生物における遺伝子発現
原核生物では、遺伝子発現は異なる方法で起こります。 バクテリアと古細菌の両方で、転写と翻訳を同時に行うことができます。
これは細胞が作ることができることを意味します アミノ酸、いつでもタンパク質の構成要素です。
原核細胞の壁
原核生物の細胞壁にはいくつかの目的があります。 セルを保護し、サポートを提供します。 さらに、それは細胞がその形を維持するのを助け、それが破裂するのを防ぎます。 原形質膜の外側に位置する細胞壁の全体的な構造は、植物に見られるものよりも複雑です。
バクテリアでは、細胞壁は ペプチドグリカン または ムレイン、多糖鎖で構成されています。 ただし、細胞壁はグラム陽性菌とグラム陰性菌で異なります。
グラム陽性菌は細胞壁が厚く、グラム陰性菌は細胞壁が薄い。 それらの壁は薄いので、グラム陰性菌はリポ多糖の余分な層を持っています。
抗生物質や他の薬は、人間に害を与えることなく細菌の細胞壁を標的にすることができます。なぜなら、人々は細胞内にこれらのタイプの壁を持っていないからです。 しかし、一部の細菌は抗生物質耐性を発達させ、薬は効果を失います。
抗生物質耐性はバクテリアが進化するときに起こり、それらが薬を生き残ることを可能にする突然変異を持つものは増殖することができます。
原核生物の栄養貯蔵
原核生物の中には、安定した食料供給を困難にする環境に存在するものがあるため、栄養素の貯蔵は原核生物にとって重要です。 原核生物は栄養貯蔵のための特定の構造を開発しました。
液胞 食品や栄養素の貯蔵泡として機能します。 バクテリアはまた持つことができます インクルージョン、グリコーゲンまたはデンプンの貯蔵を維持するための構造です。 マイクロコンパートメント 原核生物ではタンパク質の殻があり、酵素やタンパク質を保持することができます。 次のような特殊なタイプのマイクロコンパートメントがあります マグネトソーム そして カルボキシソーム.
抗生物質耐性とは何ですか？
世界中で抗生物質耐性についての懸念が高まっています。 抗生物質耐性は、細菌が進化し、以前にそれらを破壊した薬剤に反応しなくなったときに発生します。 これは、抗生物質を服用している人は、体内のバクテリアを殺すことができないことを意味します。
自然な選択 バクテリアの耐性を促進します。 たとえば、一部の細菌には、抗生物質に抵抗することを可能にするランダムな突然変異があります。 あなたが薬を服用するとき、それはこれらの耐性菌には効きません。 次に、これらのバクテリアは成長して増殖することができます。
また、遺伝子を共有することで他の細菌に耐性を与え、治療が難しいスーパーバグを作り出すこともできます。 メチシリン耐性 黄色ブドウ球菌 （MRSA）は、抗生物質に耐性のあるスーパーバグの例です。
DNA複製 原核生物では真核生物よりも早く発生するため、細菌は人間よりもはるかに速い速度で繁殖することができます。 真核生物と比較して細菌の複製中にチェックポイントがないことも、よりランダムな突然変異を可能にします。 これらの要因はすべて抗生物質耐性に寄与しています。
プロバイオティクスと友好的な細菌
バクテリアはしばしば人間の病気を引き起こしますが、人々はいくつかの微生物とも共生関係にあります。 有益なバクテリアは、皮膚、口腔、消化器の健康にとって重要です。
例えば、 ビフィズス菌 あなたの腸に住んでいて、あなたが食物を分解するのを手伝ってください。 それらは健康な腸システムの重要な部分です。
プレバイオティクスは、腸内の微生物叢を助ける食品です。 一般的な例としては、ニンニク、タマネギ、リーキ、バナナ、タンポポの野菜、アスパラガスなどがあります。 プレバイオティクスは、有益な腸内細菌が成長するために必要な繊維と栄養素を提供します。
一方、プロバイオティクスは消化を助けることができる生きたバクテリアです。 ヨーグルトやキムチなどの食品にもプロバイオティクスが含まれています。
原核生物における遺伝子導入
原核生物における遺伝子導入には、形質導入、接合、形質転換の3つの主要なタイプがあります。 形質導入は、ウイルスがDNAをある細菌から別の細菌に移動させるのを助けるときに起こる水平遺伝子伝達です。
活用 DNAを移すための微生物の一時的な融合を含みます。 このプロセスには通常、線毛が含まれます。 原核生物がその環境からDNAの断片を取り込むと、形質転換が起こります。
遺伝子導入は、微生物がDNAを共有し、薬剤に耐性を持つようになるため、病気にとって重要です。 たとえば、抗生物質に耐性のある細菌は、他の細菌と遺伝子を共有することができます。 科学研究にとって重要であるため、科学の授業、特に大学の研究室で微生物間の遺伝子導入に遭遇する可能性があります。
原核生物の代謝
原核生物の代謝は、真核生物に見られるものよりもさまざまです。 それは極限環境微生物のような原核生物が極限環境に住むことを可能にします。 光合成を利用する生物もあれば、無機燃料からエネルギーを引き出す生物もあります。
原核生物は次のように分類できます 独立栄養生物 そして 従属栄養生物. 独立栄養生物は二酸化炭素から炭素を取得し、無機材料から独自の有機食品を作りますが、従属栄養生物は他の生物から炭素を取得し、独自の有機食品を作ることはできません。
独立栄養生物の主な種類は次のとおりです。 光合成生物, lithotrophs そして 有機栄養素. 光合成生物は、光合成を利用してエネルギーを得て燃料を作ります。 しかし、それらのすべてがプロセス中に植物細胞が行うように酸素を作るわけではありません。
シアノバクテリア 光合成生物の例です。 Lithotrophsは食物として無機分子を使用し、それらは通常、供給源として岩石に依存しています。 しかし、岩石栄養素は岩石から炭素を得ることができないので、空気またはこの元素を含む他の物質が必要です。 有機栄養素は有機化合物を使用して栄養素を取得します。
原核生物対。 真核生物
原核生物と真核生物は、細胞の種類が大きく異なるため、同じではありません。 原核生物には、真核生物に見られる膜結合細胞小器官と核はありません。 それらのDNAは細胞質内に浮かんでいます。
さらに、原核生物は真核生物に比べて表面積が小さい。 さらに、原核生物は、いくつかの生物が凝集してコロニーを形成することができるにもかかわらず、単細胞である。
原核細胞は真核細胞よりも組織化されていません。 原核生物では、細胞増殖などの調節レベルにも違いがあります。 これは、細菌の突然変異率で確認できます。これは、規制が少ないため、迅速な突然変異と増殖が可能になるためです。
原核生物には細胞小器官がないため、それらの代謝は異なり、効率が低下します。 これは彼らが大きなサイズに成長するのを防ぎ、時には彼らの繁殖能力を制限します。 それにもかかわらず、原核生物はすべての生態系の重要な部分です。 人間の健康から科学研究まで、これらの小さな生物は重要であり、あなたに大きな影響を与える可能性があります。