理科生物生物の分類・進化細胞・生殖・遺伝

3分で簡単「細胞の構造」生物の最小基本単位を現役理系大学院生がわかりやすく解説!

よぉ、桜木建二だ。今日のテーマは「細胞の構造」だ。突然だが生物は何からできているか考えたことがあるだろうか?この問いには様々な考えや答えが存在すると思うが、細胞生物学的にいえば「細胞説」にのっとり、生物は「細胞」と「細胞の作る物質」で出来ていると定義されている。すなわち「細胞」とは生物の最小基本単位だ。
生物の最小基本単位である「細胞の構造」や「分類」さらには「細胞共生説」まで、生物に詳しいライターCaoriと一緒に解説していくぞ。

解説/桜木建二

「ドラゴン桜」主人公の桜木建二。物語内では落ちこぼれ高校・龍山高校を進学校に立て直した手腕を持つ。学生から社会人まで幅広く、学びのナビゲート役を務める。

ライター/Caori

国立大学院の博士課程に在籍している現役の理系大学院生。とっても身近な現象である生命現象をわかりやすく解説する「楽しくわかりやすい生物の授業」が目標。

細胞とはなにか

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Robert Hooke (1635–1707) – Robert Hooke, Micrographia, 1665., パブリック・ドメイン, リンクによる

細胞生物学では「細胞(cell)」とは生物を構成する最も基本的な構造単位で、すべての生物は「細胞」と「細胞が作ったもの」で構成されていると定義されてます。細胞研究の歴史は古く、1665年イギリスのロバート・フックがコルクの観察中に規則正しく並んだ四角い空洞を発見し、小部屋という意味の”cell”と名付けたことが始まりです。その後、1838年に、ドイツのシュライデン博士が植物細胞を、翌年には同じくドイツのシュワン博士が動物細胞を観察し、「生物の構造と機能の基本単位は細胞である」とする「細胞説」を唱えました。

この後も細胞の研究が進められ、1850年代にはフィルヒョー博士によって「すべての細胞は細胞から生じる(Omnis cellula ecellula)」という説が発表され、1870年代にはパスツール博士により「自然発生説」が否定されたことから、現在の細胞説の概念がほぼ成立したと言われています。細胞説では細胞を持つことが生物の定義のひとつとされるため、ウイルスなどは生物とみなされません。

細胞に共通する基本構造

image by iStockphoto

一言に細胞といってもその構造や機能は生物種によって大きく異なりますが、すべての細胞は共通する3つの構造を持っています。1つめは細胞の外部と内部を隔てる膜構造(細胞膜)。2つめは、細胞の内部を満たす細胞質基質。3つめは、遺伝情報であるDNAです。最後、4つめはタンパク質の翻訳を行うリボソーム。どんな細胞でもこの3つは必ず備えています。

1つめの細胞膜は、リン脂質が二層になった膜です。リン脂質は親水性のリン酸部分に疎水性である脂肪酸が2本ついた形をしており、親水性部分を外側に、疎水性部分を内側にして2層を形成し、細胞の内外を分け、物質の出入りも調節しています。

2つめの細胞質基質は細胞膜の内側、細胞質から細胞内小器官を除いた部分のことです。基本的には水を溶媒として、糖代謝などの細胞の生命活動の維持のために必要な代謝が行われています。

3つめはDNA。このDNAの持つ情報はmRNAへと翻訳され、4つめのリボソームでタンパク質が作られています。このDNAからタンパク質をつくる一連の反応は、すべての細胞に共通する基本的な原理です。このため「セントラルドグマ」と呼ばれています。

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