原核生物

原核生物

原核生物(げんかくせいぶつ、ラテン語: Prokaryota プローカリオータ英語: Prokaryote プロカリオート)とは、細胞内にDNAを包む核(細胞核)を持たない生物のこと。すべて単細胞生物

真核生物と対をなす分類で、性質の異なる細菌(バクテリア)と古細菌(アーキア)の2つの生物を含んでいる。

性質・構造[編集]

原核生物と他の生物や化合物の大きさの比較。
Eukaryotes真核生物Prokaryotes: 原核生物、VirusesウイルスProteinsタンパク質Small molecules低分子Atoms原子

歴史的に原核生物は細菌(真正細菌、バクテリア)と同義語とされ、五界説では一括してモネラ界に分類されていた。このため、1990年ころ以前の資料で、原核生物の性質や構造として説明される内容が実際には細菌のものである場合が多い。

リボソームRNAなどをもとにした系統解析が進捗すると、原核生物は大きく異なる2つのグループ、細菌(バクテリア)と古細菌より構成されることが示され、また、古細菌は細菌よりむしろ真核生物に近いことがわかった。すなわち、このことは原核生物は大きく異なった二つの系統からなり、加えて生物界を真核生物と原核生物に二分する分類が必ずしも実際の系統関係を反映しているとは限らないことを意味する。

真核生物と比較した場合の特徴は、はるかに小さいこと(多くの場合1-5μm)、細胞核やミトコンドリアをはじめとする細胞内小器官がほとんど見つけられないことが最も大きい。この他に微小管を持たず、細胞質流動エンドサイトーシスを行わない。細胞分裂の際にFtsZリングが出現する、有糸分裂を行わずDNAは細胞膜に付着して移動する、リボソームが70S(真核生物は80S)であることなどいくつか見つけられる。原核生物は非常に多様なので例外もまた多いが、基本的には上記の形質を保存している。そのバイオマス(生物量)は真核生物の数倍から数十倍に達するとも言われている。

細菌は、大腸菌などの化学栄養細菌や藍色細菌(シアノバクテリア)などの光栄養細菌からなる多様な原核生物群である。一方、古細菌には海底火山の熱水鉱床付近に生息する超好熱菌、陸上の温泉などに生息する好熱好酸菌、死海などの高塩濃度の環境に住む高度好塩菌、ウシの胃などに存在するメタン生成菌などがあるが、近年になってからは、海洋や土壌などの中低温・中性環境に多様な系統の菌が見つかっている。

原核生物は核を持たないことから、進化においてより原始的生物であると思われがちだが、多様な生物種が存在を脅かす現環境下で生き延び、非常に早い増殖を可能にするために無駄を省いたシステムを獲得したと考えることも出来る。また、多様なエネルギー獲得手段を有し、極限微生物を多く配する現生原核生物は、高度に特殊化しており原始的な生物とは大きく異なっているとも、化石時代と構造が大差ないともみられるなど、評価は定まっていない。

 

ポイント

原核生物と真核生物の細胞

高校 生物基礎 細胞6 ポイント2 答え入り

これでわかる!
ポイントの解説授業

「細胞膜」「DNA」などは共通

下の図は左が「原核細胞」、右が「真核細胞」を表しています。

高校 生物基礎 細胞6 ポイント2 図のみ 答え入り

どちらも 細胞膜 で包まれた細胞であるという点は共通しています。

また DNA をどちらも持っているところも共通です。生物であるので、遺伝情報であるDNAをどちらも持っています。

原核生物はDNAがむき出し状態!

高校 生物基礎 細胞6 ポイント2 図のみ 答え入り

真核細胞のDNAを見てみると膜で囲まれて守られていることがわかります。この膜のことを 核膜 と言い、核膜によってDNAが包まれた球形の構造を  と言います。

一方、原核細胞はどうでしょうか? DNAは膜で包まれず、むき出しになっています ね。

真核生物には「細胞小器官」もある!!

また、真核細胞の中には、核以外にも膜できた構造体が存在しています。これらをまとめて 細胞小器官 と言います。

高校 生物基礎 細胞6 ポイント2 図のみ 答え入り

細胞小器官の1つ1つについては、また後の授業で見ていきますね。

原核細胞と真核細胞のもう一つの共通点として、DNAと細胞小器官以外の部分があります。これを 細胞質基質 と呼びます。

原核細胞は、細胞質基質の中でDNAがむき出しの状態である と表現することができます。
一方、 真核細胞は、細胞質基質の中でDNAが核膜に包まれている のですね。

高校 生物基礎 細胞6 ポイント2 答え入り
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