原核細胞の構造

原核細胞の構造とは、核や膜結合型オルガネラを持たずに複雑な機能を達成する細菌や古細菌の構造的組織を指します。

Definition

原核細胞の構造とは、その膜、ゲノム、細胞質内容物、および外部付属物を含む、原核細胞の空間的および構造的組織を指します。

Scope

このトピックでは、細胞質膜とその機能、ヌクレオイドとゲノムの組織化、リボソームと細胞質、莢膜、粘液層、鞭毛、線毛、ピリなどの表面構造、ガス胞と貯蔵封入体、および古細菌細胞の独特な特徴について扱います。これにより、微生物学全体で使用される構造的語彙が確立されます。

Core questions

• 核を持たない細胞では、遺伝物質はどのように組織化されていますか？
• 鞭毛やピリなどの外部付属物はどのような役割を果たしますか？
• 古細菌細胞は細菌と構造的にどのように異なりますか？
• 細胞質膜は障壁としての役割以外にどのような機能を果たしますか？

Key concepts

• ヌクレオイドと膜結合型核の欠如
• 透過性およびエネルギー保存の障壁としての細胞質膜
• 鞭毛と運動性
• 線毛、ピリ、および表面付着
• 莢膜、粘液層、および貯蔵封入体

Mechanisms

細胞質膜は細胞質を包み込み、輸送、エネルギー保存、および多くの生合成反応の場として機能します。ゲノムは通常、ヌクレオイドにコンパクトに収納された単一の環状染色体であり、翻訳は70Sリボソームによって行われます。鞭毛のような表面付属物は運動性を駆動し、ピリや線毛は付着を媒介し、場合によっては遺伝子交換も行います。

Clinical relevance

莢膜やピリなどの表面構造は、微生物が表面に付着し、宿主防御に抵抗する方法に影響を与え、鞭毛による運動性は細菌が環境に定着する方法を形成するため、細胞構造は自然環境および応用環境における微生物の行動を理解する上で中心的な役割を果たします。

History

原核細胞の微細構造は、20世紀半ばに電子顕微鏡が登場して初めてアクセス可能となり、光学顕微鏡では解像できなかったヌクレオイド、膜系、付属物が明らかになり、染色や可視形態に基づいた以前の記述が洗練されました。

Key figures

• Antonie van Leeuwenhoek
• Roger Stanier

Seminal works

• madigan2018
• willey2020

Frequently asked questions

原核生物には内部区画がありますか？

ほとんどは膜結合型オルガネラを欠いていますが、多くは貯蔵封入体、ガス胞、タンパク質に囲まれた微小区画などの特殊な構造を持ち、一部の細菌は広範な内部膜系を持っています。決定的な特徴は、膜結合型核の欠如です。