原核生物と真核生物

原核細胞の大きさは0.1〜5.0 µmですが、ほとんどの真核細胞は10〜100 µmです。

細胞の二つの大きなグループ

ドアノブにさわったあとに手を洗うと、地球上で最もありふれた生物の一部を洗い流すことになります。細菌です。細菌は、アーキア（古細菌）と呼ばれるもう一つのグループとともに原核生物です。この名前は「核の前」という意味のギリシャ語から来ています。動物、植物、菌類、原生生物は真核生物で、「真の核」という意味です。これが、細胞のつくりにおける最も根本的な区別です。

どちらの種類の細胞も、四つの部分を共通にもっています。内側と外側を分ける細胞膜。ほかのすべてを包むゼリー状のサイトゾル、つまり細胞質。遺伝物質であるDNA。そしてタンパク質をつくるリボソームです。この四つ以外では、二つのグループは大きく異なります。

細菌の内部

原核生物には核がなく、膜に包まれたほかの細胞小器官もありません。DNAは核様体と呼ばれる中央の領域にあり、ふつうは一本の環状の染色体で、細胞のほかの部分から仕切られていません。ほとんどの細菌はペプチドグリカンでできた細胞壁をもっています。植物の細胞壁のセルロースとは別の物質です。細胞壁は細胞を守り、形を保ち、乾燥を防ぐのに役立ちます。多くの細菌は細胞壁の外側にねばねばした莢膜（きょうまく）ももっていて、ものの表面にくっつくことができます。

原核生物の中には、さらに別の部分をもつものもいます。べん毛は回転して細胞を前へ進める長いむちです。線毛（ピリ）は、直接ふれ合った細菌どうしで遺伝物質を受けわたすのに使われます。この過程を接合といいます。付着線毛（フィンブリエ）は短い毛で、細菌が宿主の細胞にくっつくのを助けます。すべての細菌がこれらを全部もっているわけではありません。

小さいことが原核生物に有利な理由

原核生物はとても小さく、0.1〜5.0 µmです。この大きさなら、膜を通って入ってきた分子は拡散だけで細胞のすみずみまで広がり、老廃物も同じくらい速く出ていきます。十倍から百倍も幅のある真核細胞は、それに頼ることができません。仕事を細胞小器官に分担させ、物質を小胞に入れて細胞内の通り道に沿って運びます。真核細胞では膜が核を包み、DNAはいくつかの線状の染色体に分かれています。染色体の数は生物の種ごとに決まっています。ヒトは46本、ショウジョウバエは8本です。

ほとんどの微生物は病原体ではありません。微生物とは、見るのに顕微鏡が必要なほど小さな生物のことで、ほとんどの細菌はまったく害がありません。役に立つものもいます。腸内の細菌はビタミンKをつくります。ビタミンKは体が自分ではつくれないもので、その代わりに細菌はすみかと安定した食べ物を得ています。光学顕微鏡で見ると、サルモネラ菌のような細菌は染色された小さな点に見えます。そこにいることや、おおよその形はわかりますが、内部は電子顕微鏡を使うまで見えません。

かつて細菌だった細胞小器官

ミトコンドリアと葉緑体は変わった細胞小器官です。どちらも二つの膜、独自のDNA、独自のリボソームをもち、大きさも細菌と同じくらいです。強い証拠が、細胞内共生（endosymbiosis、「中に住む」という意味）という説明を支持しています。はるか昔、宿主の細胞が酸素を使う細菌と光合成をする細菌を取りこみ、消化しませんでした。何百万年もの長い時間をかけて、この客は宿主の一部になりました。酸素を使う細菌はミトコンドリアに、今日のシアノバクテリアの仲間である光合成細菌は葉緑体になりました。