原核生物とは？用語をわかりやすく解説
原子力を知りたい
先生、『原核生物』ってどういう意味ですか？
原子力マニア
原核生物とは、細胞核に囲まれた膜構造を持たない生物のことだよ。
原子力を知りたい
膜構造がないのはなぜですか？
原子力マニア
原核生物は細胞構造が単純で、遺伝物質が細胞質内に直接存在しているからだよ。
原核生物とは。
「原核生物」という用語は、真核生物と対比される生物を指します。細菌や藍藻が代表的な例です。
原核生物は、核膜を持たず、染色体が細胞質から明確に分かれていません。染色体はほぼ裸のDNA分子で構成されており、核小体やヒストンとの結合が見られません。
また、細胞質には構造がなく、原形質流動は見られません。リボソームは70S型であり、タンパク質合成はクロラムフェニコールに阻害されますが、シクロヘキシミドには阻害されません。
原核生物は微小管構造を持たず、鞭毛は単一の単純な構造です。細胞壁にはムラミン酸が含まれますが、真核生物では見られません。一方、ステロイド類は原核生物には存在しません。
原核生物の特徴
-原核生物の特徴-
原核生物は、細胞構造が非常に単純で、細胞核やミトコンドリアなどの細胞小器官を持っていないのが特徴です。また、細胞壁の構造も細菌や古細菌と異なり、ペプチドグリカンを含まず、代わりにS-レイヤーと呼ばれるタンパク質層で囲まれています。原核生物は単細胞生物で、細胞分裂は二分裂によって行われ、世代時間が短く、高い増殖能力を持っています。
真核生物との違い
真核生物との違い
原核生物と真核生物は、細胞の構造に関して根本的な違いがあります。原核生物は単純な構造を持ち、核膜や細胞小器官を持たないため、DNAが細胞質内に直接存在します。一方、真核生物は複雑な構造で、核膜に囲まれた核を持ち、ミトコンドリア、小胞体、ゴルジ体などの細胞小器官が細胞質内に存在します。また、鞭毛や繊毛などの運動器官の構造も異なります。真核生物では、鞭毛や繊毛は微小管と呼ばれる構造で構成されていますが、原核生物では鞭毛をフラジェラムと呼び、細菌鞭毛という異なる構造でできています。
細胞壁の構成
-細胞壁の構成-
原核生物の細胞壁は、ペプチドグリカンという構造でできています。ペプチドグリカンは、ポリマー（長い鎖状分子）で、N-アセチルグルコサミンとN-アセチルムラミン酸という2種類の糖分子が交互に結合しています。ペプチドグリカン層は、レイヤー状に積み重なっており、細胞を保護し、その形を維持する働きをしています。一部の原核生物では、細胞壁にリポ多糖と呼ばれる脂質分子が含まれており、病原性や抗菌剤への耐性に関連しています。
タンパク質合成
-タンパク質合成-
タンパク質は、細胞活動に不可欠な分子です。原核生物において、タンパク質合成は3つの段階で行われます。
* 転写 DNA内の遺伝子が、メッセンジャーRNA（mRNA）という一時的なコピーに書き写されます。
* 翻訳 mRNAがリボソームに結合し、アミノ酸の順番を指示します。リボソームは、アミノ酸をペプチド結合でつなげてタンパク質鎖を構築します。
* 折りたたみ タンパク質鎖が適切な3次元構造に折りたたまれます。この構造によって、タンパク質は固有の機能を果たすことができます。
原核生物のタンパク質合成は、真核生物と同様のプロセスに従いますが、リボソームの構造や翻訳の制御メカニズムが異なります。原核生物のリボソームはより小さく、翻訳はオペロンと呼ばれる遺伝子群によって制御されます。
その他の特徴
原核生物は、真核細胞とは異なる「核膜を持たない原始的な細胞」で、細胞内に核はなく、DNAは細胞質に直接存在しています。また、細胞小器官が非常に少なく、ミトコンドリアや小胞体などの構造はありません。