原核生物細胞の特徴：構造的および機能的
ザ・ 原核生物 を含む生物のセットです バクテリア または真正細菌と アーチ oarcheas。 一緒にそれらは遍在する生物です（それらはいたるところにあります）。 胃の酸性環境から水中温泉まで、あらゆる環境で見られます。 その構造は非常にシンプルで、そのサイズは小さいです。 古細菌と細菌はそれらの間に重要な違いを示しますが、それらはすべての原核生物に典型的な一連の共通の特徴を持っています。
教師からのこのレッスンでは、 原核細胞の特徴 構造レベルと機能レベルで。
原核生物は、単純な構造を持つ単細胞生物です。以下に、の主な構造的特徴を示します。 原核細胞.
- 小細胞、古細菌の場合は1〜15μm、細菌の場合は1〜30μm。
- コンパートメント化されていないセルつまり、膜によって制限されたコンパートメントへの内部分割はありません。 原核細胞の唯一の膜は原核細胞膜です。
これは、原核細胞の特徴のいくつかが次のとおりであることを意味します。
- 彼らは核を持っていません：名前が示すように、原核細胞は核を欠いています。 その遺伝物質は細胞質に浸されています。
- 彼らは膜状の細胞小器官を持っていません、これは、細胞のすべての生物学的機能が細胞質の単一の空間で起こることを意味します。 しかし、これらの生物の原形質膜は、細胞質に浸透するひだを示し、 バクテリアのATP合成や光合成などの代謝プロセスを調節する酵素が含まれています 光合成。 細胞膜のこれらの陥入は呼ばれます メソソーム.
原形質膜のレベルでは、古細菌と細菌の間に違いがあり、それらは異なる脂質組成を持っています。 古細菌は、細菌や真核細胞に見られるようなエステル様の結合ではなく、原形質膜を構成する脂質にエーテル様の結合を持っています。 一部の古細菌の場合、原形質膜は単一の脂質層で構成されています。
単純な染色体構造
原核細胞では、生命に必要なすべての情報が単一の分子に含まれています。 裸の二本鎖および環状DNA、と呼ばれる共有結合によって閉じられます 細菌の染色体. 上記の染色体に含まれる遺伝情報に加えて、多くの原核生物は、分子内にも染色体外遺伝物質を持っています 条件下での生物の成長に必須ではない遺伝情報を含む二本鎖および環状DNAの 正常。
これらの染色体外DNA構造は プラスミド. プラスミドは、わずかな遺伝子しか含まない小分子であり、 細菌の染色体とは独立して複製し、異なる生物間で感染する可能性があります 原核生物。 プラスミドは、細菌による抗生物質耐性の獲得に重要な役割を果たします。 各原核細胞は通常、その染色体の単一のコピーを生成しながら、プラスミドの多くのコピーを生成します。
- 単細胞生物： 原核生物は常に単細胞生物であり、これは多細胞生物の出現を妨げる原核細胞の構造の単純さによるものです。 その構造化のレベルでは、調整メカニズムが出現したり、特定の機能に特化した細胞が出現したりすることはできません。 真核細胞の場合と同じように。
- 細胞壁の存在： すべての原核生物は、原核生物を保護する外側の覆い、つまり細胞壁を持っています。 それは微生物を形作る堅い構造です。 バクテリアと古細菌の細胞壁の組成と構造には違いがあります。 古細菌の場合、細胞壁には細菌のようにペプチドグリカンは含まれていませんが、偽ペプチドグリカンと呼ばれる同様の組成の分子が含まれています。 さらに、古細菌の細胞壁には糖タンパク質またはタンパク質が含まれている場合もあります。 細胞壁を持たない古細菌の属があります： サーモプラズマ
- 多くの場合、カプセルの存在： それはすべての原核生物に存在する構造ではありませんが、カプセルはそれらのほとんどに存在します。 それは、タンパク質、糖タンパク質、および水によって形成された、ゼラチン状の粘稠度の細胞壁の外側の層で構成されています。 そしてそれは原核生物が基質に付着し、いくつかの個体の集合を通してコロニーを形成することを可能にします。
- 細胞骨格の欠如： 原核細胞は細胞骨格（微小管からなる細胞質構造）を持たず、これらの生物の形成に関与する構造は細胞壁です。
- リボソームの存在： 原核生物に存在する唯一の細胞小器官はリボソームです。 リボソームは、RNAとタンパク質で構成される2つのサブユニットで構成される非膜性の細胞小器官です。 それらは、メッセンジャーRNA分子に含まれる情報からタンパク質の合成を担うオルガネラです。 古細菌と細菌のリボソームRNAは全く異なる組成を持っており、 これらの2つの生物を別々のドメインに区別することを可能にする系統発生基準 原核生物。
私たちは原核細胞の特徴を知り続け、その機能に焦点を当てています。 ザ・ 原核生物 いくつかの機能的特徴があります 植民地化のしやすさを説明します あらゆる種類の環境で、変化にすばやく適応します。 原核生物の主な機能的特徴は次のとおりです。
代謝の多様性
原核生物の極端な適応性は、それらのゲノム（生物の遺伝情報を含む遺伝子のセット）の極端な柔軟性によって決定されます。 原核生物は、遺伝子を複製、削除、または変更することができます。 つまり、彼らは 非常に高い突然変異.
この高い突然変異能力に加えて、原核生物は、環境に存在する他の微生物と遺伝物質を交換する能力を持っています。 遺伝子の水平伝播.
古細菌の場合、遺伝子の水平伝播は特に重要なメカニズムです。 遺伝子の水平伝播により、原核生物は他の微生物に存在する環境への適応を獲得し、新しい環境に迅速にコロニーを形成することができます。 この水平遺伝子伝達メカニズムは強力な構成要素です 原核生物の進化における支配的な力 そしてそれは、例えば、細菌、特に古細菌における抗生物質に対する耐性の急速な出現を説明するでしょう。
性的および傍性的生殖
無性生殖： 原核生物は無性生殖によって繁殖します。
- 細胞分裂による二分裂または生殖：これは最も単純なタイプの生殖であり、個体（細胞）が分裂して2つの細胞または個体を生じます。 二分割による連続的な分割は、クローン生物のコロニーの作成を引き起こします（同一の遺伝情報を持つ）。
- 胞子形成： このタイプの無性生殖は、不利な環境条件に応じた内生胞子（抵抗の形態）の形成を意味します。 一部の細菌でのみ発生し、古細菌では発生しません。
パラセクシャル生殖： 原核生物における遺伝子組換え。 傍性生殖とは、2つの生物が遺伝情報を交換したり、別の個体から新しい遺伝情報を取得したりする生殖です。 これらのメカニズムは、それらのおかげで原核生物の組換えが起こるため、原核生物に遺伝的多様性を提供します。 遺伝情報と高い突然変異率とともに、生物種の新しい変異体の出現を可能にします 原核生物。
原核生物における遺伝子組換えにはさまざまなメカニズムがあります。
- 変換： それは、原核生物が他の原核生物に由来する外因性DNAを取り込むことができ、環境中で遊離しているプロセスです。
- 形質導入： これは、バクテリオファージ（細菌に感染するウイルス）を介して、ある個人から別の個人に遺伝物質が通過することです。
- 接続詞： それは、ドナー個体からレシピエント個体への直接的な接触を介した遺伝物質の一方向の交換で構成されています。 プラスミドは、このメカニズムによって最も頻繁に伝達される要素です。
急成長
ほとんどの原核生物は非常に急速に繁殖するので、経過した時間 生成時間 （ある世代の誕生から次の世代の誕生までの時間）は とても短い. バクテリアの場合、平均生成時間は20分です。 高い成長は、新しい環境の急速な植民地化を可能にします。
