第5回 真核細胞の構造
動物・植物・菌類・原生生物などほとんどの高等生物は 真核細胞からできている。 前回学んだ原核細胞と比べて構造が複雑で、 細胞小器官（オルガネラ）と呼ばれる構造物が細胞内に多数存在し、 それぞれが役割を分担している。
核膜（二重膜）で囲まれた 核を持つ細胞を真核細胞という。 遺伝情報であるDNAは核の中で 染色体として整理されて保存されており、 必要に応じて転写・翻訳によってタンパク質が作られる。
真核生物には動物・ 植物・ 菌類（キノコ・カビ・酵母など）・ 原生生物（ゾウリムシ・ミドリムシなど）が含まれる。 私たちヒトはもちろん真核生物である。
真核細胞に存在する主な細胞小器官を、存在する細胞の種類とともに覚えよう。
核膜（二重膜）に包まれた細胞の司令塔。 内部に染色体（DNA＋ヒストンタンパク質）と 核小体（リボソームRNA合成の場）を含む。 遺伝情報の保存・発現の中心。
「細胞のエネルギー工場」。 細胞呼吸（有機物＋酸素 → CO₂＋H₂O）によって 生命活動のエネルギー通貨ATPを効率よく産生する。 外膜・内膜の二重膜構造を持ち、 内膜が折れ込んだクリステが特徴。 独自のDNAとリボソームを持つ。
核膜と連続した膜系。2種類がある。
・粗面小胞体：表面にリボソームが付着。分泌タンパク質の合成・輸送を担う。
・滑面小胞体：リボソームなし。脂質合成・解毒などを担う。
扁平な袋（シスターナ）が積み重なった構造。 小胞体から届いたタンパク質を加工・ 選別し、細胞外への分泌や リソソームへの輸送を担う。「細胞の宅配便センター」。
タンパク質合成を行う粒子状の構造。 真核細胞では80S型。 粗面小胞体の表面や細胞質基質中に存在する。 原核細胞にも存在する（引っかけ注意）。
加水分解酵素を多数含む球状の小胞。 食作用で取り込んだ物質や老廃化した細胞小器官を分解する 細胞内消化を担う。 主に動物細胞に存在する。
中心粒（2本の微小管の束）からなる構造。 細胞分裂時に紡錘糸を形成し、染色体を引っ張る。 高等植物細胞にはない。
光合成を行う細胞小器官。 内部にチラコイド（光反応の場）と ストロマ（暗反応の場）を持つ。 光合成色素クロロフィルを含む。 独自のDNAとリボソームを持つ。
細胞液を蓄える大きな袋。 水・糖・無機塩類・色素・老廃物などを貯蔵し、 浸透圧の調節にも関わる。 成熟した植物細胞では細胞全体の大部分を占める。 動物細胞にも小さい液胞はあるが非常に小さい。
細胞膜の外側にある硬い壁。主成分はセルロース。 細胞の形を保ち、機械的強度を与える。 動物細胞にはない。
| 細胞小器官・構造 | 動物細胞 | 植物細胞 |
|---|---|---|
| 核 | あり | あり |
| ミトコンドリア | あり | あり |
| リボソーム | あり | あり |
| 小胞体・ゴルジ体 | あり | あり |
| 細胞壁 | なし | あり（セルロース） |
| 葉緑体 | なし | あり |
| 液胞 | 小さい・不明瞭 | 大きい（成熟細胞） |
| 中心体 | あり | なし（高等植物） |
| リソソーム | あり | 少ない |
真核細胞の最大の特徴は、膜によって細胞内が区画化されていることである。 各細胞小器官が膜で仕切られた独立した空間を持つことで、 異なる化学反応を同時に効率よく進めることができる。 これを膜系による機能分担という。
例えば、ミトコンドリアはその二重膜によって内部環境を維持し、 高効率のエネルギー産生が可能になっている。 葉緑体も同様に二重膜を持ち、光合成に適した環境を保っている。
ミトコンドリアと葉緑体が独自のDNAとリボソームを持つのはなぜか？ これを説明するのが内共生説である。
内共生説は生物学者マーギュリス（Lynn Margulis）が提唱した。 その内容は、もともと独立した原核生物が別の細胞に取り込まれ（共生）、 やがて細胞小器官に進化したというものである。
- ミトコンドリアの祖先 → 好気性細菌が取り込まれた
- 葉緑体の祖先 → シアノバクテリアが取り込まれた
根拠として、両者が独自のDNAを持ち、二分裂で増殖すること、 リボソームが真核型（80S）ではなく原核型（70S）であることが挙げられる。
| 項目 | 原核細胞 | 真核細胞 |
|---|---|---|
| 核膜 | なし | あり |
| DNAの形 | 環状 | 線状（複数本の染色体） |
| 細胞小器官 | ほぼなし | 多数（核・ミトコンドリア・ゴルジ体など） |
| リボソーム | あり（70S） | あり（80S） |
| 大きさ | 1〜5μm | 10〜100μm |
| 代表例 | 大腸菌・シアノバクテリア | 動物・植物・菌類・原生生物 |
① 核膜あり ＝ 真核細胞の定義
② ミトコンドリア＝呼吸・ATP産生、葉緑体＝光合成
③ 動物のみ：中心体・リソソーム 植物のみ：細胞壁・葉緑体・大きな液胞
④ リボソームは原核にも真核にも存在（引っかけ注意）
⑤ ミトコンドリア・葉緑体は内共生起源（70S型リボソームを持つ）
A. 真核細胞
A. ミトコンドリア
A. 葉緑体
A. ゴルジ体
A. 粗面小胞体
A. 中心体
A. リソソーム
A. 内共生説
A. セルロース
A. 80S
クリックで答えを表示
コメント