原核細胞には膜結合核と細胞小器官がありませんが、真核細胞には膜結合核と細胞小器官があります。ほとんどの原核生物は単細胞ですが、真核生物は多細胞です。原核生物は核様体に見られる DNA の単一のループ染色体を持っていますが、真核生物は多細胞生物に複数の染色体を持っています。原核生物は二分裂によって繁殖しますが、真核生物は有糸分裂または減数分裂によって繁殖します。
35 億年前、世界は非常に異なる場所であり、現在の状況からはほとんど完全に認識できませんでした。また、大気には酸素がなく、生命が繁栄することは不可能でした。しかし、そのとき、原核細胞の台頭という非常に注目すべきことが起こりました。
この地球上のすべての壮大な多様性が進化したのは、これらの最も初期の生命のかけらからです。その理由だけでも、原核細胞の重要な要素、その歴史、現在における役割を理解することは、時間をかけるだけの価値があります。
原核細胞とは?
原核細胞は、核を含む膜結合オルガネラがないことによって定義されます。それらは非常に単純な構造であり、その限られた内容物は細胞内空間の細胞質内を自由に浮遊しています。原核細胞は、DNA、タンパク質、および代謝産物を含む場合がありますが、それらは細胞内で結合または分離されていません。これらの単純な細胞の多くには、運動のための鞭毛、細胞壁と細胞膜、リボソーム、細胞質、および遺伝物質が浮遊している核様体領域もあります。
ほとんどの専門家は、原核生物が最初の生命体であり、約 35 億年前に原細胞から進化した可能性が高く、そこから生命の最も初期の 2 つのドメインである古細菌と細菌が生じたことに同意しています。原核生物の大部分は単細胞ですが、一部のシアノ バクテリアは多細胞の場合もあります。バクテリアの種類について耳にするときはいつでも、それは原核生物の一種です。なぜなら、それらは核を含まず、外部の保護シェルを持っているからです.
(写真提供:ウィキメディア・コモンズ)
原核細胞は、この惑星が提供しなければならない最も過酷な条件のいくつかでさえ、世界中のほとんどどこにでも見られることに注意することも重要です.それらは土、空気、湯気の立つ温泉、海の底、そしてその間のどこにでもあります。極端な環境に適応する能力により、地球上で最も遍在する生命体となっています。
何かが原核生物であるか真核生物であるかの区別は、生命の他のすべてのドメインが真核生物であり、地球の歴史の後半に進化したため、おそらく生物間の最も顕著な違いです。原核細胞は真核細胞よりも小さい傾向があり、体積に対する表面積の比率が高くなります。また、真核生物よりも代謝率が高いため、成長と繁殖が速くなります。この攻撃的な繁殖能力が、特定の細菌感染を非常に危険なものにしています。
生殖に関しては、原核生物はほとんどの生命体とは著しく異なります。人間 (および他のほぼすべての種) は染色体上に遺伝情報を持っていますが、原核生物は核様体に見られる DNA のループ染色体を 1 つしか持っていません。原核生物のゲノムは高度に濃縮され機能的であり、ほぼすべての DNA 断片がいくつかの重要な機能をコードしており、これもより複雑な生命体とは異なります。ほとんどの原核生物は、各遺伝子のコピーを 1 つしか含まず、複製中に転写と翻訳が同時に発生する可能性があります。より複雑な細胞を複製するための配偶子の融合とは異なり、原核細胞は二分裂によって分裂します。
真核細胞とは?
真核細胞は、体全体を満たしている細胞であるため、ほとんどの人にとって理解しやすいです。真核細胞は、膜結合した核とオルガネラ、および多細胞生物の複数の染色体を持つ細胞です。人生で遭遇したすべての動物や植物は、このより高度な構造に従っており、より多くの複雑なプロセスが発生する可能性があります.
真核細胞は、互いに消費し合う原核細胞から進化したと考えられています。大きな原核生物が小さな原核生物に遭遇したとき、食物を求めて世界を盲目的に移動していたと想像してみてください.エンドサイトーシスと呼ばれるプロセスを通じて、小さい方の細胞を消費しますが、消化はしませんでした。代わりに、両方の原核生物が新しい配置で健康で幸せに暮らすことができる内部共生関係が形成されました。理論によると、これらの小さな原核生物は、小さな細胞が最終的に細胞のエネルギー工場であるミトコンドリアに進化するまで、大きな原核生物とともに再生を開始した.大きなセルは小さなセルに安全なスペースを提供し、小さなセルは大きなセルに使用可能なエネルギーを生成します.
大型の原核生物がシアノバクテリアを消費したときにも、同様の内部共生プロセスが発生したと考えられています。シアノバクテリアは、光合成を行うことができる地球上で最初の生命体であり、それによって独自の食物を作成し、酸素の最初のパフを大気中に放出しました。これらのシアノバクテリアが消費されると、光合成生物にとって重要なオルガネラである葉緑体に進化するのに数百万年かかりました.その時点から、真核細胞はますます進化し、細胞呼吸や光合成などのプロセスを通じて成長および進化する能力を備えました.
真核細胞も、原核細胞とは異なる方法で分裂および増殖します。つまり、細胞分裂ではなく、有糸分裂または減数分裂を通じてです。前述のように、真核細胞は核内の染色体上に遺伝情報を運びます。核内では、DNA (ヌクレオチドで構成されています) がヒストンと呼ばれるタンパク質にしっかりと巻き付いています。原核生物とは異なり、ほとんどの真核生物には同じ遺伝子のコピーが 2 つ含まれているため、二倍体になっています。真核生物には大量の過剰な遺伝子コードもあります。ゲノムの 95% が直接コード化されていないこともあります。最後に、細胞内のオルガネラ間に明確な分裂があるため、転写は核で発生し、翻訳は細胞質で発生します。
最後の言葉
原核生物と真核生物の区別は非常に重要であり、この惑星の生命の歴史における重要な瞬間を明らかにしています。ほとんどの専門家は、真核生物が 15 億年から 20 億年前に進化したと考えています。つまり、これらの原核生物はすべて、最初のオルガネラが進化する前の 20 億年近くの間、古代のスープの中で浮遊していたことを意味します。その決定的な瞬間以来、酸素が大気を満たし、生命が多様化し成長し始めたため、地球上の変化のペースは非常に速くなりました.最も基本的な細菌である最初の単細胞生物から、私たちは非常に長い道のりを歩み、真核細胞を進化させ、世界中に広めてきました.
