あらゆる生命の土台となる細胞の基本構造を、順を追って解説します。
あらゆる生命体は一つまたは複数の細胞からできており、細胞は生命体の構造と機能の基本単位であり、既存の細胞が分裂することによってのみ新しい細胞が生まれるという理論です。1838〜1839年にドイツのシュライデンとシュワンが最初に提唱し、その後フィルヒョーが「すべての細胞は細胞から生まれる」という原理を加えて完成しました。
原核細胞は核膜に包まれた明確な核を持たず、遺伝物質が細胞質に散らばっている細菌などの細胞です。真核細胞は核膜に包まれた核とミトコンドリアなどさまざまな膜性の細胞小器官を備えた、動物・植物・カビなどの細胞です。
細胞膜はリン脂質が二層に並んだリン脂質二重層からできており、細胞の内と外を区分すると同時に、必要な物質だけを選択的に出入りさせる半透性の膜としての役割を果たします。
核はDNAに込められた遺伝情報を保管する細胞の司令塔で、核膜に包まれているため遺伝情報が安全に保護され、いつどの遺伝子を使うかを調節して細胞全体の活動を指揮します。
ミトコンドリアはブドウ糖と酸素を使った細胞呼吸を通じて、生命活動に必要なエネルギー源であるATPを作り出す細胞小器官で、そのため「細胞の発電所」とよく呼ばれます。独自のDNAを別に持っている点も特徴的です。
小胞体はタンパク質や脂質を合成・運搬する通路の役割を果たし、ゴルジ体は小胞体から受け取った物質を加工・包装して細胞の内外の必要な場所へ送る役割を担い、二つの小器官は一緒になって細胞内の物流システムのように働きます。
植物細胞はセルロースでできた丈夫な細胞壁と、光合成を行う葉緑体、水や養分を蓄える大きな液胞を持っていますが、動物細胞にはこうした構造がないことが最も大きな違いです。
細胞は生命体を構成する最小の構造的・機能的単位で、細菌のように細胞一つからなる生物もあれば、人間のように数十兆個の細胞が集まってできている生物もあります。細胞の基本構造と各小器官の役割を理解することは、生命現象全体を理解するための土台になります。
細胞小器官の中でもミトコンドリアは、特に細胞が生きるために必要なエネルギーを作り出す中心的な小器官です。ミトコンドリアがブドウ糖と酸素からエネルギーを作る具体的な過程を知ることで、細胞の仕組みへの理解がさらに深まります。
ほとんどの細胞は非常に小さいため肉眼では見えず、顕微鏡を使って観察する必要があります。ただし、ダチョウの卵のように例外的に大きな卵細胞は肉眼でも確認できます。
人の体は約37兆個にのぼる細胞からできていると推定されており、これらの細胞はそれぞれ筋肉、神経、皮膚など異なる機能を持つように分化しています。