古細菌と真正細菌: 違いと比較

古細菌は、温泉や深海の噴出口などの極限環境で繁殖する能力が特徴で、細菌と真核生物の両方に似た独特の遺伝的および生化学的形質を示します。対照的に、真正細菌は一般的な病原体から有益な共生生物まで多様な形態を含み、主に穏やかな環境に生息し、典型的な細菌とより密接に関係しており、生態学的バランスに不可欠な多様な代謝能力を示しています。

主要な取り組み

1. 古細菌は、温泉などの極限環境に生息する能力で知られていますが、真正細菌は、土壌、水、および生物に一般的に見られます。
2. 古細菌はペプチドグリカンを欠く独自の細胞壁を持っていますが、真正細菌はペプチドグリカンを含む細胞壁を持っています。
3. 古細菌は炭素と窒素の循環において重要な役割を果たしますが、真正細菌は人間の健康と環境に大きな影響を与えます。

古細菌 vs. 真正細菌

古細菌、または古細菌は、細菌や真核生物とは異なる単細胞微生物です。 温泉、塩湖、深海の噴出口などの極限環境で生息します。 真正細菌、または細菌は、地球上のほぼどこにでも、さまざまな形や大きさで見られる単細胞微生物です。

「真性細菌」としても知られる真正細菌は、世界中のさまざまな地域に存在する単細胞の原核微生物です。 それらには膜結合核がなく、細胞壁は架橋鎖パターンのペプチドグリカンで構成されています。

この構造は、形状とサイズを維持するのに役立ちます。の3種類があります 真正細菌。 それらにはさまざまな特徴があります。 古細菌、または「古代細菌」も単細胞の原核微生物です。

それらは深海の中で発見されます。彼らは極限の環境条件でも生き残ることができます。古細菌は、地球上で見つかった最も古い細菌のいくつかの現代の形態であると考えられています。 

比較表

特徴	古細菌	真正細菌
ドメイン	古細菌	細菌
ほかの名前	古代の細菌	真菌
生息地	極限環境（温泉、塩性湿地など）	多様な環境（土壌、水、生物体内）
細胞壁	擬似ペプチドグリカン	ペプチドグリカン（ムラミン酸含有）
膜脂質	エーテル結合分岐鎖	エステル結合した直鎖
再現	二分裂、断片化、出芽	二分裂、共役、変換、形質導入
例	メタン生成菌、好塩菌、好熱菌	大腸菌、サルモネラ菌、乳酸菌
Note	真の細菌よりも複雑	古細菌よりも多様性が高い

真正細菌とは？

真正細菌は単に細菌としても知られ、古細菌と並ぶ原核微生物の 2 つの主要な領域の 1 つです。彼らは遍在的かつ多様であり、土壌から水、人体に至るまで、地球上の幅広い環境に生息しています。真正細菌は、分解者、生産者、共生パートナーとしてさまざまな生態系で重要な役割を果たしており、人間の健康、農業、産業に重大な影響を与えています。

真正細菌の特徴

• 細胞構造：真正細菌は、真核と膜結合細胞小器官を欠く、原核生物の細胞組織を特徴としています。彼らの遺伝物質は、核様体領域に位置する単一の環状染色体に組織化されています。
• 細胞壁の構成: 真正細菌の細胞壁には、構造的なサポートと浸透圧に対する保護を提供するユニークなポリマーであるペプチドグリカンが含まれています。これは、細胞壁にペプチドグリカンを欠く古細菌とは区別されます。
• 代謝の多様性: 真正細菌は、顕著な代謝多様性を示し、さまざまなエネルギー源を利用し、多様な環境で繁栄することができます。呼吸に酸素を必要とする好気性のものと、酸素欠乏状態でも生存できる嫌気性のものがあります。
• 再現: 真正細菌は、単一細胞が 2 つの同一の娘細胞に分裂する二分裂を通じて無性生殖します。種によっては、接合、形質転換、形質導入などの水平遺伝子伝達機構を通じて遺伝物質を交換する場合もあります。
• 生態学的役割：真正細菌は、栄養循環、窒素固定、分解などの重要な生態学的機能を果たします。それらは植物、動物、その他の生物と相利関係を形成し、栄養素の摂取、病気への抵抗力、全体的な生態系の安定性に貢献しています。

真正細菌の分類

• プロテオバクテリア: この多様な門には、大腸菌、サルモネラ菌、ヘリコバクター ピロリなど、多くの病原性細菌や共生細菌が含まれます。
• Firmicutes: ファーミクテスには、乳酸菌などの有益な細菌と、黄色ブドウ球菌やクロストリジウム ディフィシルなどの病原性種の両方が含まれます。
• 放線菌: 放線菌は糸状に成長することで知られており、抗生物質の生産で知られるストレプトミセス属や、結核やハンセン病の原因物質を含むマイコバクテリウム属などの重要な属が含まれます。

古細菌とは？

古細菌は古細菌と呼ばれ、細菌および真核生物と並んで生命の 3 つの領域の 1 つを構成します。当初は原核生物の細胞組織が細菌に似ていると考えられていましたが、最近の分子的および生化学的研究により、古細菌は独特の遺伝的、生理学的、生態学的特徴を持つ異なる進化系統を表していることが明らかになりました。古細菌は、極限環境で繁殖し、さまざまな生態系で重要な役割を果たす能力で知られています。

古細菌の特徴

• 細胞構造: 古細菌は、細菌に似た細胞構造を持つ原核微生物で、真の核と膜結合細胞小器官を欠いています。しかし、それらは細胞膜と細胞壁に細菌と真核生物の両方とは区別される独特の特徴を示します。
• 細胞膜の構成: 細菌や真核生物とは異なり、古細菌の細胞膜はエーテル結合脂質と分岐炭化水素鎖で構成されています。これらのユニークな脂質組成により、極端な温度や pH レベルに耐えることができ、過酷な環境に生息する能力に貢献しています。
• 細胞壁の構成: 一部の古細菌は細胞壁を持っていますが、細菌の細胞壁の重要な成分であるペプチドグリカンを欠いています。代わりに、それらの細胞壁には、擬似ペプチドグリカンやタンパク質性 S 層などの他の物質が含まれている可能性があります。
• 代謝の多様性：古細菌は多様な代謝経路を示し、有機化合物、光、水素、硫黄、メタンなどの無機物質を含むさまざまなエネルギー源を利用できます。一部の古細菌は極限環境微生物であり、極端な温度、塩分、酸性、または圧力のある環境で繁殖します。
• 遺伝的および分子的特徴：分子分析により、古細菌は細菌や真核生物とは異なる遺伝的および分子的特徴を示すことが明らかになりました。それらの転写および翻訳機構、および DNA 複製機構は、いくつかの点で真核生物との類似点を示しています。

古細菌の分類

• ユーリ古細菌: この門には、代謝副産物としてメタンを生成するメタン生成菌、高塩分環境で繁殖する好塩菌、および高温の生息地に生息する好熱菌が含まれます。
• クレン古細菌: Crenarchaeota には、温泉、火山環境、酸性土壌に見られる好熱性および好酸性の微生物が含まれます。多くのクレンカオテは硫黄代謝が可能であり、生態系における硫黄循環に関与しています。
• コル古細菌: コラルチャエオタは、地熱環境で見られる古細菌のグループで比較的研究が進んでいないグループで、古細菌の領域内で深く分岐した系統を表しています。

間の主な違い 真正細菌と古細菌

• 細胞壁の構成:
  • 真正細菌はペプチドグリカンでできた細胞壁を持っています。
  • 古細菌は、擬似ペプチドグリカンやタンパク質などのさまざまな物質でできた細胞壁を持ち、ペプチドグリカンを欠いています。
• 膜脂質:
  • 真正細菌は、エステル結合によってグリセロールに結合した脂肪酸で構成される膜脂質を持っています。
  • 古細菌は、エーテル結合によってグリセロールに結合した分岐炭化水素鎖で構成される膜脂質を持っています。
• 膜組成:
  • 真正細菌は二重層構造の膜脂質を持っています。
  • 古細菌は単層構造の膜脂質を持っているため、極限環境ではより安定になります。
• RNAポリメラーゼ:
  • 真正細菌は 1 種類の RNA ポリメラーゼを持っています。
  • 古細菌は、真核生物と同様に、複数の種類の RNA ポリメラーゼを持っています。
• 遺伝子発現:
  • 真正細菌は遺伝子発現を制御するオペロンを持っています。
  • 古細菌は、真正細菌とは異なる遺伝子発現制御機構を持っています。
• 代謝経路:
  • 真正細菌には、発酵、光合成、好気呼吸など、エネルギー生成のための多様な代謝経路が含まれています。
  • 古細菌は極限環境で繁殖し、メタン生成や化学合成栄養などの独特の代謝経路を利用する可能性があります。
• 生態ニッチ:
  • 真正細菌は土壌、水、人体などさまざまな環境に生息しています。
  • 古細菌は、温泉、塩原、深海の噴出口などの極限環境で見られます。
• 遺伝的関連性:
  • 真正細菌は、古細菌よりも真核生物領域の生物とより密接に関連しています。
  • 古細菌はより古く、真正細菌や真核生物とは進化的に異なると考えられています。
• 抗生物質に対する感受性:
  • 真正細菌は、医療で一般的に使用される抗生物質に感受性があります。
  • 古細菌は、細胞壁構造の違いにより、細菌の細胞壁を標的とする抗生物質に対する感受性を欠いています。

参考文献

1. https://www.pnas.org/content/86/23/9355.short
2. https://link.springer.com/article/10.1007/BF00270794

最終更新日 : 28 年 2024 月 XNUMX 日