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細胞(生物學)란, 모든 生物이 가지는 微小한 房狀의, 下部構造. 生物體의 構造上・機能上의 基本單位.

槪說Edit

바이러스를 除外해, 모든 生物이 이 骨房狀의 下部構造 「細胞」로부터 成立되고 있다. 近來에는 一般的으로 「生物의 가장 基本的인 構成單位」라고 認定되고 있다. 또, 細胞를 가지는 것이 生物의 定義로 여겨지는 것조차 있다(이 境遇, 바이러스는 非生物에게 자리매김된다). 構造로서는, 細胞膜에 싸이고 있어 細胞質로부터 完成된다. 細胞는 그 構造에 依해서, 原核細胞眞核細胞와에 分類되고 있다. 眞核細胞는 原核細胞와 比較하면, 細胞의 內部에 特히 分化한 形態나 機能을 가지고 있다고 여겨지고 있어 그것은 「細胞小器官」이나 「오르가넬라」라고 불리고 있다. 細胞의 一般的인 크기는, 1~100μm程度이다. 生物은 多樣하고, 하나 하나의 細胞가 獨立해 살아가는 單細胞生物로부터, 같은 細胞가 모여 콜로니나 群體를 形成해 함께 살아가는 것, 또 하나 하나의 細胞로 나누어지면 살아갈 수 없는 만큼까지 特殊化한 細胞로부터 되는 多細胞生物까지, 여러가지 形態가 있다. 또 細胞는 細胞分裂에 依해서 數를 늘려, 그 以外의 方法에 따르고 細胞가 만들어질 것은 없다. 1665年, 로버트・훅이 코르크가시의 코르크層의 小片을 顯微鏡으로 觀察하고 있을 때에 이 構造를 發見해, 「cell(=작은 房)」라고 命名했다. 1839年에는 테오돌・슈원마티아스・야곱・슈라이덴이, 動物植物도 基本的으로 細胞로부터 構成되어 있다고 해, 細胞는 生物共通의 構造로 發生의 基本單位이다고 하는 「細胞說」의 基礎를 쌓아 올렸다.

모든 細胞에 共通되는 性質과 構造Edit

몇 種類인가의 特殊한 細胞를 例外로서 모든 細胞는 細胞膜, 리보솜, 細胞質(原形質)이라고 하는 共通의 構成要素를 가지고 있다. 外界에서 內部를 멀리하는 構造가 細胞膜이다. 細胞膜은 脂肪質二重層으로부터 構成되어 있다. 그 內部에는 生體物質을 包含한 水溶液이 있어 代謝의 場所가 되고 있다. 生體物質로서는 構造나 代謝에 機能하는 蛋白質, 遺傳情報를 擔當하는 核酸, 에너지源이나 情報源으로서 脂肪質이나 糖質等이 있다. 이러한 生體物質은 集合해보다 高次의 構造를 取하고 있다. 飜譯의 場所로서 rRNA와 蛋白質로부터 되는 리보솜等이 있다. 또, 細胞에는 細胞分裂, 遺傳子發現, 代謝等의 能力이 있다. 細胞分裂은 細胞가 增殖을 行하는 手段이며, 遺傳進化의 基本現象이다. 遺傳子發現은 DNA가 가지는 遺傳情報가 蛋白質等의 機能物質로 變換되는 過程이다. 代謝는 原材料가 되는 物質을 攝取해, 그것을 細胞의 構成要素의 構築이나 에너지 生産에 利用하거나 그 副産物을 放出하거나 하는 現象이며, 生物의 恒常性을 維持하는 基本的인 機構이다. 이것을 바꾸어 말하면, 細胞 그 自體가 살아 있다고 말할 수 있다. 그 때문에, 細胞가 生命의 單位라고 말해진다.

原核細胞와 眞核細胞Edit

여러가지 細胞(A) 마우스 幹細胞, (B) 大腸菌, (C) 出芽酵母細胞는 그 內部構造로부터 原核細胞와 眞核細胞로 나눌 수 있다. 이러한 가장 큰 差異는 細胞核의 有無이다(原核細胞에는 細胞核이 없다). 原核細胞에는 眞正細菌과 古細菌이 包含되어 眞核細胞는 眞核生物이 包含된다. 또, 原核細胞로부터 構成되는 生物을 整理해 原核生物이라고 부른다. 이것들 3 種類의 生物群은 도메인으로 불리는 가장 上位의 分類群으로, 進化的으로는 古細菌과 眞核生物이 가까워, 眞正細菌이 떨어져 있다. 原核細胞는 眞核細胞에 比해, 構造가 單純하다. 原核細胞는 單細胞生物이나 群體를 이루는 生物로 限定해 볼 수 있다. 眞核細胞는, 그 細胞膜의 안 쪽에 細胞小器官을 가진다. 미토콘드리아葉綠體는 細胞에 집어 넣어진 眞正細菌이 共生한 것에 由來한다고 생각되고 있다(細胞內共生說). 單細胞의 眞核生物은 매우 多樣한 種類가 있지만, 群體나 多細胞生物의 種類도 많다(多細胞生物中에 包含되는 계인 動物界, 植物界, 眞菌類는 모두 眞核細胞生物이다). 덧붙여 原核細胞를 라핵細胞, 眞核細胞를 被核細胞라고 부르기도 한다.

原核細胞Edit

極히 一部의 例外를 除外해, 細胞가 작게 構造도 眞核生物에 比하면 單純하다. 細胞의 大部分을 液體가 차지하고 있어 原核細胞의 細胞質基質은 거기에 擴散한 狀態가 되어 있다. 또, 리보솜이 細胞內에 浮游하고 있으므로 거슬거슬하다. 게놈 DNA는 環狀으로, DNA는 核모습이라고 하는 形態로 凝縮해 細胞膜에 附着하고 있는 境遇가 많다. 게놈 사이즈도 一般的으로 꽤 小型이다. 가장 複雜한 生活을 보내는 細菌의 하나인 粘液細菌에서도 게놈 사이즈는 1,300萬 bp, 遺傳子數 約 9,500이며, 出芽酵母보다 若干 큰 程度에 지나지 않는다. 細胞膜은 主로 脂肪質二重層이며, 細胞內와 外界를 멀리하고 있다. 엔드사이토시스나 미토콘드리아를 가지지 않는 原核生物에게 있어서, 여기는 電子傳達系를 始作으로 한 代謝의 主要한 場所이며, 活潑히 內外와의 物質의 交換, 에너지 生産等을 實施하고 있다. 原核生物에게 있어서 細胞膜의 機能은 대단히 重要하고, 體積에 對해서 어느 程度의 表面積을 確保할 必要가 있다. 이것이 原核生物이 細胞 사이즈를 別로 擴大할 수 없는 理由의 하나라고 할 수 있다. 이 外 눈에 띄는 構造에 細胞壁과 鞭毛가 있다. 모리크테스밧줄과 데루모 플라스마밧줄을 除外한 大部分의 原核生物에게는, 어떠한 細胞壁이 있어, 細胞를 外界의 影響으로부터 지키는 强固한 壁이 되고 있다. 또 細胞壁의 存在는, 低張液等의 條件下에서의 浸透壓에 依한 細胞의 破裂을 防止한다. 鞭毛는 基礎部에 回轉 모터가 붙어 있어 이것을 휘두르고 能動的으로 移動할 수 있다(다만 모든 原核生物이 鞭毛를 가지는 것은 아니다). 眞正細菌과 古細菌을 比較했을 境遇, 鞭毛나 細胞壁은 細菌이나 古細菌이 各各 獨立에 進化시킨 것이어, 目的은 같아도 兩者의 構造에 共通點은 없다. 또, 古細菌의 遺傳子 發現이나 蛋白質合成系는 眞正細菌보다 오히려 眞核生物을 닮아 있다(다만 DNA가 細胞質中에 存在하는 等 原核生物의 基本的인 性質은 保存하고 있다). 古細菌의 에테르型脂肪質, 特히 그 立體構造의 差異는 兩者를 決定的으로 區別하지만, 이것은 眞正細菌과 古細菌의 差異라고 하는 것보다, 오히려 古細菌과 그 外의 生物을 區別하는 特徵이다.

眞核細胞Edit

眞核細胞의 細胞質器質은 原核細胞와 달리 거슬거슬하지 않았다. 이것은 리보솜의 主要한 部分이 小胞體에 結合하고 있기 때문에 있다. 細胞膜은, 原核細胞와 構成은 조금 다른 部分도 있지만, 機能은 거의 같다. 眞核細胞에서는, 細胞壁이 있는 것도 있고, 없는 것도 있다. 眞核細胞의 DNA는, 한 個, 또는 複數 라인의 分子로부터 構成되어 染色體로 불린다. 染色體는, DNA가 히스테리 톤에 關聯되어 붙어 제대로 凝縮한 狀態가 되어 있다. 모든 染色體의 DNA는 核 안에 갇히고 있어 核膜에 依해서 細胞質과 멀어지고 있다. 몇 種類인가의 細胞內小器官은, 各各이 獨自的인 DNA를 가지는 것이 있다. 그것들은, 元來는 다른 生物이며, 共生에 依해서 細胞小器官이 되었다고 하는, 細胞內共生說이 現在는 거의 認定되고 있다. 眞核細胞生物中에는, 纖毛나 鞭毛로 移動할 수 있는 것이 있다. 鞭毛는 原核生物의 것과는 構造가 달라, 完全히 다른 性格의 것이다.

그 本然의 姿勢Edit

實際로는, 모든 生物로 細胞가 이와 같은 構造를 볼 수 있는 것은 아니다. 原生生物은 多細胞生物의 細胞와 같게 核構造를 가져 眞核生物로 分類되지만, 變形菌變形體나 미즈 곰팡이・케카비等에서는 큰 몸이 細胞로 나누어지지 않고, 게다가 多數의 核을 包含한다. 이것은 細胞의 成長과 核分裂이 일어나도 細胞質分裂이 일어나지 않기 때문에로, 多數의 細胞에 該當되는 內容이 單一의 細胞容器에 包含된다. 이와 같은 生物은 多核體로 불린다. 이와 같이 多數의 細胞에 該當되는 內容이 單一의 細胞의 輪廓에 包含되는 것은 多細胞生物에게도 있어, 例를 들면 橫紋筋等이 그렇지만, 이것은 오히려 多數의 細胞가 融合한 것이라고 봐, 이것을 合胞體라고 한다. 多細胞生物에서는, 反對로 細胞로서 不可缺할 것의 內容이 不足한 例도 있다. 例를 들면 우리 哺乳類赤血球에는 核이 없다. 이것은 오히려 多細胞生物에게 보여지는 細胞의 役割分擔 中에서, 없어도 그 機能을 完遂할 수 있는 境遇에는 그것이 退化하기도 한다고 하는 것 있을것이다.

歷史Edit

1665年: "Cell"의 이름의 由來는, 로버트・훅(Robert Hooke)이 1665年에 刊行한 顯微鏡 圖鑑 「Micrographia」로, 코르크가시의 코르크層 小篇을 觀察해, 多數의 중천의 構造로서 볼 수 있던 죽음 細胞를, 骨房을 意味하는"Cell"이라고 命名한 것이 始作으로 여겨진다. 1839年: 테오돌・슈원과 마티아스・야곱・슈라이덴은 動植物은 基本的으로 細胞로부터 構成되어 있는 것을 解明했다. 卽 細胞는 生物共通의 構造와 發生의 基本 單位이다고 하는 細胞說의 基礎가 되었다. 19 世紀: 루이・파스퇴르는 生物의 自然發生說을 否定했다. 루돌프・윌 표범은, 새로운 細胞는 恒常 細胞分裂로부터 생긴다고 했다.

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