細胞（生物学）

細胞
細胞周期のさまざまな段階にあるタマネギ( Allium cepa ) の根細胞 ( E. B. Wilson作、1900 年)
真核細胞（左）と原核細胞（右）
識別子
メッシュ	D002477
TH	H1.00.01.0.00001
ＦＭＡ	686465
解剖学用語 [Wikidataで編集]

細胞は、あらゆる生命体の基本的な構造的、機能的単位です。すべての細胞は膜で囲まれた細胞質から成り、多くの細胞にはそれぞれ特定の機能を持つ細胞小器官が含まれています。この用語は、ラテン語の「小さな部屋」を意味するcellulaに由来しています。ほとんどの細胞は顕微鏡でしか見ることができません。細胞は、約 40 億年前に地球上に出現しました。すべての細胞は、複製、タンパク質合成、運動が可能です。

細胞は、核を持つ真核細胞と、核はないが核様体領域を持つ原核細胞の2種類に大別されます。原核生物は細菌などの単細胞生物ですが、真核生物はアメーバなどの単細胞の場合もあれば、一部の藻類、植物、動物、真菌などの多細胞である場合もあります。真核細胞には、細胞機能にエネルギーを供給するミトコンドリア、植物の光合成によって糖を生成する葉緑体、タンパク質を合成する リボソームなどの細胞小器官が含まれています。

細胞は 1665 年にロバート フックによって発見され、修道院のキリスト教修道士の細胞に似ていることから細胞と名付けられました。1839年にマティアス ヤコブ シュライデンとテオドール シュワンによって提唱された細胞説では、すべての生物は 1 つ以上の細胞で構成され、細胞はすべての生物の構造と機能の基本単位であり、すべての細胞は既存の細胞から派生していると主張しています。

細胞は、核を持つ真核細胞と、核はないが核様体領域を持つ原核細胞の 2 種類に大別されます。原核生物は単細胞生物ですが、真核生物は単細胞または多細胞のいずれかになります。

原核生物には、生命の3 つのドメインのうちの 2 つである細菌と古細菌が含まれます。原核細胞は地球上で最初の生命体であり、細胞シグナル伝達を含む重要な生物学的プロセスを持つことが特徴です。原核細胞は真核細胞よりも単純で小さく、核やその他の膜で囲まれた細胞小器官がありません。原核細胞のDNA は、細胞質と直接接触している単一の環状染色体で構成されています。細胞質内の核領域は核様体と呼ばれます。ほとんどの原核生物はすべての生物の中で最も小さく、直径は 0.5 ～ 2.0 μm です。^{[1] [ページが必要]}

原核細胞には 3 つの領域があります。

• 細胞を包んでいるのは細胞エンベロープで、これは通常、細胞壁で覆われた細胞膜で構成され、一部の細菌では、細胞壁はさらにカプセルと呼ばれる第 3 の層で覆われている場合があります。ほとんどの原核生物は細胞膜と細胞壁の両方を持っていますが、マイコプラズマ(細菌) やサーモプラズマ(古細菌)などの例外があり、これらは細胞膜層しか持っていません。エンベロープは細胞に強度を与え、細胞の内部をその周囲環境から分離して保護フィルターとして機能します。細菌の細胞壁はペプチドグリカンで構成されており、外部からの力に対する追加のバリアとして機能します。また、細胞壁は、低張環境による浸透圧によって細胞が膨張して破裂 (細胞溶解)するのを防ぎます。一部の真核細胞 (植物細胞と真菌細胞) も細胞壁を持っています。
• 細胞の内部には、ゲノム（DNA）、リボソーム、およびさまざまな種類の封入体を含む細胞質領域があります。 ^[2]遺伝物質は細胞質内に自由に存在します。原核生物は、通常環状であるプラスミドと呼ばれる染色体外DNA要素を運ぶことができます。線状細菌プラスミドは、ライム病を引き起こすボレリア属のメンバーを含む、いくつかのスピロヘータ細菌種で特定されています。 ^[3]核を形成しませんが、DNAは核様体に凝縮されています。プラスミドは、抗生物質耐性遺伝子などの追加の遺伝子をコードします。
• 外側では、一部の原核生物は細胞表面から突き出た鞭毛と線毛を持っています。これらは細胞間の移動と通信を促進するタンパク質でできた構造です。

植物、動物、菌類、粘菌、原生動物、藻類はすべて真核生物です。これらの細胞は、典型的な原核生物の約 15 倍の幅があり、体積は 1,000 倍にもなります。原核生物と比較した真核生物の主な特徴は、区画化、つまり特定の活動が行われる膜で囲まれた細胞小器官(区画)の存在です。これらのうち最も重要なのは細胞核です。^[2]細胞小器官には細胞のDNAが入っています。この核が真核生物の名前の由来であり、「真の核 (核)」を意味します。その他の違いは次のとおりです。

• 細胞膜は機能的には原核生物の細胞膜に似ていますが、構成に若干の違いがあります。細胞壁は存在する場合と存在しない場合があります。
• 真核生物のDNAは、染色体と呼ばれる1つ以上の線状分子で構成されており、ヒストンタンパク質と関連しています。すべての染色体DNAは細胞核に保存され、膜によって細胞質から分離されています。^[2]ミトコンドリアなどの一部の真核生物の細胞小器官にもDNAが含まれています。
• 多くの真核細胞は一次繊毛で覆われています。一次繊毛は化学感覚、機械感覚、温度感覚において重要な役割を果たします。したがって、各繊毛は「多数の細胞シグナル伝達経路を調整し、時にはシグナル伝達を繊毛運動に、あるいは細胞分裂や分化に結びつける、感覚細胞アンテナとみなすことができます。」^[4]
• 運動性真核生物は、運動性繊毛または鞭毛を使って移動することができます。運動性細胞は針葉樹や顕花植物には存在しません。^[要出典]真核生物の鞭毛は原核生物の鞭毛よりも複雑です。^[5]

真核生物の多くのグループは単細胞です。多細胞グループには動物と植物が含まれます。これらのグループの細胞数は種によって異なりますが、人体には約37兆個（3.72×10 ¹³）の細胞が含まれていると推定されています^[7]。また、最近の研究では、この数は約30兆個（男性で約36兆個、女性で約28兆個）であるとされています。^[8]

原核細胞であれ真核細胞であれ、すべての細胞は細胞を包み、細胞内外への物質の移動を制御し（選択透過性）、細胞の電位を維持する膜を持っています。膜の内側では、細胞質が細胞の体積の大部分を占めています。赤血球にはヘモグロビンのための最大限のスペースを確保するために細胞核やほとんどの細胞小器官がありませんが、それ以外のすべての細胞は、遺伝子の遺伝物質であるDNAと、細胞の主要な機構である酵素などのさまざまなタンパク質を構築するために必要な情報を含むRNA を持っています。細胞には他の種類の生体分子も存在します。この記事では、これらの主要な細胞成分を一覧にし、その機能について簡単に説明します。

細胞膜、または形質膜は、細胞の細胞質を取り囲む選択透過性^{[要出典]の} 生物学的膜です。動物では、形質膜は細胞の外側の境界ですが、植物や原核生物では通常、細胞壁で覆われています。この膜は、細胞を周囲の環境から分離して保護する役割を果たし、主に両親媒性（部分的に疎水性で部分的に親水性）のリン脂質の二重層でできています。そのため、この層はリン脂質二重層、または流動モザイク膜と呼ばれます。この膜の中には、細胞内の普遍的な分泌ポータルであるポロソームと呼ばれる高分子構造と、さまざまな分子を細胞内外に移動させるチャネルやポンプとして機能するさまざまなタンパク質分子が埋め込まれています。 ^[2]膜は半透性で選択透過性であり、物質（分子またはイオン）を自由に通過させるか、限られた範囲で通過させるか、まったく通過させないかを選択できます。^[要出典]細胞表面膜には、細胞がホルモンなどの外部シグナル分子を検出できるようにする受容体タンパク質も含まれています。^[9]

細胞骨格は、細胞の形を整えて維持する働きがあり、細胞小器官を所定の位置に固定し、細胞による外部物質の取り込みであるエンドサイトーシスや細胞分裂後の娘細胞の分離である細胞質分裂を助け、成長や可動性の過程で細胞の各部を動かします。真核生物の細胞骨格は、微小管、中間径フィラメント、マイクロフィラメントで構成されています。ニューロンの細胞骨格では、中間径フィラメントはニューロフィラメントとして知られています。それらに関連するタンパク質は多数あり、それぞれがフィラメントを方向付け、束ね、整列させることで細胞の構造を制御しています。^[2]原核生物の細胞骨格はあまり研究されていませんが、細胞の形状、極性、細胞質分裂の維持に関与しています。^{[10]マイクロフィラメントのサブユニットタンパク質は、}アクチンと呼ばれる小さな単量体タンパク質です。微小管のサブユニットは、チューブリンと呼ばれる二量体分子です。中間径フィラメントはヘテロポリマーであり、そのサブユニットはさまざまな組織の細胞タイプによって異なります。中間径フィラメントのサブユニットタンパク質には、ビメンチン、デスミン、ラミン（ラミンA、B、C）、ケラチン（複数の酸性ケラチンと塩基性ケラチン）、ニューロフィラメントタンパク質（NF-L、NF-M）などがあります。

遺伝物質には、デオキシリボ核酸（DNA）とリボ核酸（RNA）の2種類があります。細胞はDNAを長期情報保存に使用します。生物に含まれる生物学的情報はDNA配列にコード化されています。 ^[2] RNAは情報輸送（例：mRNA）と酵素機能（例：リボソームRNA）に使用されます。転移RNA （tRNA）分子は、タンパク質翻訳中にアミノ酸を追加するために使用されます。

原核生物の遺伝物質は、細胞質の核様体領域にある単純な環状細菌染色体に編成されています。真核生物の遺伝物質は、個別の核内で染色体と呼ばれる異なる^[2]線状分子に分割されており、通常はミトコンドリアや葉緑体などのいくつかの細胞小器官に追加の遺伝物質が含まれています（細胞内共生理論を参照）。

ヒトの細胞には、細胞核（核ゲノム）とミトコンドリア（ミトコンドリアゲノム）に含まれる遺伝物質があります。ヒトでは、核ゲノムは、22の相同染色体対と1対の性染色体を含む、染色体と呼ばれる46の線状DNA分子に分かれています。ミトコンドリアゲノムは、核DNAとは異なる環状DNA分子です。ミトコンドリアDNAは核染色体に比べて非常に小さいですが、^[2]ミトコンドリアのエネルギー生産に関与する13のタンパク質と特定のtRNAをコードしています。

外来の遺伝物質（最も一般的には DNA）は、トランスフェクションと呼ばれるプロセスによって人工的に細胞に導入されることもあります。DNA が細胞のゲノムに挿入されない場合は一時的なものとなり、挿入された場合は安定したものとなります。特定のウイルスも遺伝物質をゲノムに挿入します。

細胞小器官は、1つ以上の重要な機能を実行するために適応および/または特化した細胞の部分であり、人体の臓器（心臓、肺、腎臓など、各臓器が異なる機能を果たす）に類似しています。 ^[2]真核細胞と原核細胞の両方に細胞小器官がありますが、原核細胞小器官は一般的に単純で膜結合していません。

細胞にはいくつかの種類の細胞小器官があります。核やゴルジ体など、通常は単独で存在するものもありますが、ミトコンドリア、葉緑体、ペルオキシソーム、リソソームなど、多数（数百から数千）存在するものもあります。細胞質は細胞を満たし、細胞小器官を取り囲むゼラチン状の液体です。

• 細胞核：細胞の情報センターである細胞核は、真核細胞で最も目立つ細胞小器官です。細胞の染色体が収容されており、ほぼすべてのDNA複製とRNA合成 (転写) が行われる場所です。核は球形で、核膜と呼ばれる二重膜によって細胞質から分離されており、この 2 つの膜の間の空間は核周囲腔と呼ばれます。核膜は、細胞の DNA をさまざまな分子から隔離して保護します。これらの分子は、誤ってその構造を損傷したり、処理を妨げたりする可能性があります。処理中、DNAは転写、つまりメッセンジャー RNA (mRNA)と呼ばれる特殊なRNAにコピーされます。この mRNA はその後、核から輸送され、特定のタンパク質分子に翻訳されます。核小体は、リボソームサブユニットが組み立てられる核内の特殊な領域です。原核生物では、DNA の処理は細胞質で行われます。^[2]
• ミトコンドリアと葉緑体：細胞のエネルギーを生成します。ミトコンドリアは、すべての真核細胞の細胞質内にさまざまな数、形、サイズで存在する、自己複製型の二重膜細胞小器官です。^[2] 呼吸は細胞内のミトコンドリアで行われ、酸化的リン酸化によって細胞のエネルギーが生成され、酸素を使用して細胞栄養素（通常はグルコースに関連）に蓄えられたエネルギーを放出してATP（好気呼吸）が生成されます。ミトコンドリアは、原核生物と同様に二分裂によって増殖します。葉緑体は植物と藻類にのみ見られ、光合成によって炭水化物を作るために太陽のエネルギーを捕らえます。

• 小胞体：小胞体（ER）は、細胞質内を自由に浮遊する分子とは異なり、特定の修飾と特定の目的地を狙った分子の輸送ネットワークです。ERには2つの形態があります。表面にリボソームがあり、ER内にタンパク質を分泌する粗面ERと、リボソームを欠く滑面ERです。^[2]滑面ERはカルシウムの隔離と放出に役割を果たし、脂質の合成にも役立ちます。
• ゴルジ体: ゴルジ体の主な機能は、細胞によって合成されたタンパク質や脂質などの高分子を処理してパッケージ化することです。
• リソソームとペルオキシソーム：リソソームには消化酵素（酸性加水分解酵素）が含まれています。リソソームは、過剰または消耗した細胞小器官、食物粒子、および取り込まれたウイルスや細菌を消化します。ペルオキシソームには、細胞から有毒な過酸化物を除去する酵素があり、リソソームは酸性環境で最適に機能します。これらの破壊的な酵素は、膜結合系に含まれていなければ、細胞内に収容できません。^[2]
• 中心体: 細胞骨格のオーガナイザー:中心体は、細胞骨格の重要な構成要素である細胞の微小管を生成します。中心体は、 ERとゴルジ体を通る輸送を指示します。中心体は、互いに垂直に位置する2 つの中心小体で構成され、それぞれが車輪のような構造をしており、細胞分裂中に分離して有糸分裂紡錘体の形成を助けます。動物細胞には 1 つの中心体が存在します。また、一部の真菌や藻類の細胞にも見られます。
• 液胞:液胞は老廃物を隔離し、植物細胞では水を貯蔵します。液胞は液体で満たされた空間として説明されることが多く、膜で囲まれています。一部の細胞、特にアメーバには収縮液胞があり、水分が多すぎる場合に細胞から水を汲み出すことができます。植物細胞と真菌細胞の液胞は、通常、動物細胞の液胞よりも大きいです。植物細胞の液胞は、濃度勾配に逆らってイオンを輸送する膜に囲まれています。

• リボソーム：リボソームはRNAとタンパク質分子の大きな複合体です。 ^[2]リボソームはそれぞれ2つのサブユニットで構成され、核からのRNAを使用してアミノ酸からタンパク質を合成する組み立てラインとして機能します。リボソームは自由に浮遊しているか、膜（真核生物の粗面小胞体、または原核生物の細胞膜）に結合しています。^[11]
• プラスチド：プラスチドは、一般的に植物細胞やミドリムシに見られる膜結合細胞小器官で、特定の色素を含み、植物や生物の色に影響を与えます。また、これらの色素は、食物の貯蔵や光エネルギーの利用にも役立ちます。特定の色素に基づいて、プラスチドには3つのタイプがあります。葉緑体には、クロロフィルといくつかのカロテノイド色素が含まれており、光合成中に光エネルギーを利用するのに役立ちます。クロモプラストには、オレンジ色のカロチンや黄色のキサントフィルなどの脂溶性カロテノイド色素が含まれており、合成と貯蔵に役立ちます。白色体は色素のないプラスチドで、栄養素の貯蔵に役立ちます。^[12]

多くの細胞には、細胞膜の外側に全体的または部分的に存在する構造もあります。これらの構造は、細胞膜によって外部環境から保護されていないため注目に値します。これらの構造を組み立てるには、その構成要素を輸出プロセスによって細胞膜を越えて運ぶ必要があります。

多くの種類の原核細胞および真核細胞には細胞壁があります。細胞壁は細胞を環境から機械的および化学的に保護する役割を果たし、細胞膜の追加の保護層となります。細胞の種類によって細胞壁の材料は異なります。植物細胞壁は主にセルロース、真菌細胞壁はキチン、細菌細胞壁はペプチドグリカンで構成されています。

一部の細菌では、細胞膜と細胞壁の外側にゼラチン質の莢膜が存在する。莢膜は、肺炎球菌や髄膜炎菌のように多糖類である場合もあれば、炭疽菌のようにポリペプチドである場合や、連鎖球菌のようにヒアルロン酸である場合もある。莢膜は通常の染色法では検出されないが、インディアインクやメチルブルーで検出することができ、細胞間のコントラストを高めて観察することができる。^{[13] : 87}

鞭毛は細胞の移動のための器官です。細菌の鞭毛は細胞質から細胞膜を通り抜けて伸び、細胞壁から突き出ています。長くて太い糸状の付属物で、性質はタンパク質です。古細菌には異なるタイプの鞭毛が見られ、真核生物にも異なるタイプの鞭毛が見られます。

線毛（複数形はfimbriae 、線毛はpilus、複数形は piliとも呼ばれる）は、細菌の表面にある短くて細い毛のような糸です。線毛はピリン（抗原性）と呼ばれるタンパク質で形成され、細菌をヒト細胞上の特定の受容体に付着させる役割を担っています（細胞接着）。細菌の接合に関与する特別な種類の線毛があります。

細胞分裂では、単一の細胞（母細胞と呼ばれる）が 2 つの娘細胞に分裂します。これにより、多細胞生物では成長（組織の成長）が起こり、単細胞生物では生殖（栄養生殖）が起こります。原核細胞は二分裂によって分裂しますが、真核細胞は通常、有糸分裂と呼ばれる核分裂の過程を経て、細胞質分裂と呼ばれる細胞分裂が起こります。二倍体細胞は減数分裂を起こして、通常は 4 つの半数体細胞を生成することもあります。半数体細胞は多細胞生物では配偶子として機能し、融合して新しい二倍体細胞を形成します。

DNA複製、つまり細胞のゲノムを複製するプロセス^[2]は、細胞が有糸分裂または二分裂によって分裂するときに常に発生します。これは細胞周期のS期に発生します。

減数分裂では、細胞は2回分裂しますが、DNAは1回だけ複製されます。DNAの複製は減数分裂Iの前にのみ発生します。細胞が2回目に分裂する減数分裂IIではDNAの複製は発生しません。^[14]すべての細胞活動と同様に、複製にはその役割を遂行するための特殊なタンパク質が必要です。^[2]

すべての生物の細胞には、DNAの損傷をスキャンし、損傷が検出されると修復プロセスを実行する酵素システムが含まれています。細菌から人間に至るまで、さまざまな修復プロセスが進化してきました。これらの修復プロセスが広く普及していることは、突然変異につながる可能性のある損傷による細胞死や複製エラーを回避するために、細胞DNAを損傷のない状態に維持することが重要であることを表しています。大腸菌は、多様で明確に定義されたDNA修復プロセスを持つ細胞生物のよく研究された例です。これには、ヌクレオチド除去修復、DNAミスマッチ修復、二本鎖切断の非相同末端結合、組み換え修復、光依存性修復（光再活性化）が含まれます。^[15]

細胞分裂の合間に、細胞は細胞代謝の機能を通じて成長します。細胞代謝とは、個々の細胞が栄養分子を処理するプロセスです。代謝には、細胞が複雑な分子を分解してエネルギーと還元力を生成する異化と、細胞がエネルギーと還元力を使用して複雑な分子を構築し、他の生物学的機能を実行する同化という 2 つの異なる区分があります。

複雑な糖は、グルコースなどの単糖類と呼ばれるより単純な糖分子に分解されます。細胞内に入ると、グルコースは2つの異なる経路を経て、すぐに利用できるエネルギーを持つ分子であるアデノシン三リン酸（ ATP）^{[2]に分解されます。植物細胞では、}葉緑体が光合成によって糖を作り出し、光のエネルギーを使って水と二酸化炭素の分子を結合します。

細胞は、細胞活動の調整と維持に不可欠な新しいタンパク質を合成することができます。このプロセスでは、 DNA/RNA にエンコードされた情報に基づいて、アミノ酸の構成要素から新しいタンパク質分子が形成されます。タンパク質合成は、一般的に転写と翻訳という 2 つの主要なステップで構成されます。

転写は、DNA の遺伝情報を使用して相補的な RNA 鎖を生成するプロセスです。この RNA 鎖は、その後処理されてメッセンジャー RNA (mRNA) になり、細胞内を自由に移動できます。mRNA 分子は、細胞質にあるリボソームと呼ばれるタンパク質-RNA 複合体に結合し、そこでポリペプチド配列に翻訳されます。リボソームは、mRNA 配列に基づいてポリペプチド配列の形成を仲介します。mRNA 配列は、リボソーム内の結合ポケットにある転移 RNA (tRNA) アダプター分子に結合することにより、ポリペプチド配列に直接関連します。その後、新しいポリペプチドは、機能的な 3 次元タンパク質分子に折り畳まれます。

単細胞生物は、食物を探したり捕食者から逃げたりするために移動することができます。一般的な運動のメカニズムには、鞭毛と繊毛が含まれます。

多細胞生物では、細胞は創傷治癒、免疫反応、癌転移などの過程で動くことがある。例えば、動物の創傷治癒では、白血球が創傷部位に移動し、感染の原因となる微生物を殺す。細胞の運動には、多くの受容体、架橋、束ね、結合、接着、モーター、その他のタンパク質が関与している。^[16]このプロセスは、細胞の先端の突出、先端の接着と細胞体と後部での脱接着、細胞骨格の収縮による細胞を前方に引っ張るという3つのステップに分かれている。各ステップは、細胞骨格の固有のセグメントによって生成される物理的な力によって駆動される。^{[17] [16]}

2020年8月、科学者たちは、一方向細胞、特に粘菌細胞とマウスの膵臓がん由来細胞が、体内を効率的に移動し、複雑な迷路を通る最適なルートを特定できることを説明しました。拡散した化学誘引物質を分解した後に勾配を生成することで、細胞は迷路の分岐点に到達する前に、曲がり角も含めて次の迷路の分岐点を感知できるようになります。^{[18] [19] [20]}

多細胞生物は単細胞生物とは対照的に、複数の細胞から構成される生物である。^[21]

複雑な多細胞生物では、細胞は特定の機能に適応した異なる細胞タイプに特化します。哺乳類では、主要な細胞タイプには、皮膚細胞、筋肉細胞、ニューロン、血液細胞、線維芽細胞、幹細胞などがあります。細胞タイプは外観と機能が異なりますが、遺伝的には同一です。細胞は、含まれる遺伝子の異なる発現により、同じ遺伝子型であっても異なる細胞タイプになることができます。

最も異なる細胞型のほとんどは、受精卵と呼ばれる単一の全能性細胞から発生し、発生の過程で何百もの異なる細胞型に分化します。細胞の分化は、さまざまな環境要因（細胞間相互作用など）と本質的な差異（分裂中の分子の不均一な分布によって引き起こされる差異など）によって促進されます。

多細胞性は少なくとも25回は独立して進化しており^[22]、シアノバクテリア、粘液細菌、放線菌、メタノサルキナなどの一部の原核生物もこれに含まれます。しかし、複雑な多細胞生物は、動物、菌類、褐藻類、紅藻類、緑藻類、植物の6つの真核生物グループでのみ進化しました。^{[23]植物（}葉緑体）では繰り返し進化し、動物では1～2回、褐藻類では1回、菌類、粘菌、紅藻類ではおそらく複数回進化しました。^[24]多細胞性は、相互依存的な生物のコロニー、細胞化、または共生関係にある生物から進化した可能性があります。

多細胞性の最初の証拠は、30億年から35億年前に生息していたシアノバクテリアのような生物から発見されました。 ^[22]その他の初期の多細胞生物の化石には、論争の的となっているグリパニア・スパイラリスや、ガボンの古原生代フランスビル 層群化石B層の黒色頁岩の化石などがあります。^[25]

単細胞の祖先から多細胞への進化は、捕食を選択圧として用いた進化実験によって実験室で再現されている。^[22]

細胞の起源は、地球上の生命の歴史の始まりである生命の起源と関係があります。

生命に必要な小さな分子は、隕石によって地球に運ばれたか、深海の噴出孔で生成されたか、還元大気中の雷によって合成された可能性があります。最初の自己複製形態が何であったかを定義する実験データはほとんどありません。RNAは遺伝情報を保存し、化学反応を触媒できるため、最も古い自己複製分子であった可能性があります。 ^[26]

細胞は約40億年前に出現した。^{[27] [28]}最初の細胞はおそらく従属栄養生物であった。初期の細胞膜はおそらく現代のものよりも単純で透過性が高く、脂質1つにつき脂肪酸鎖が1つしかなかった。脂質は水中で自然に二重層小胞を形成し、RNAよりも先行していた可能性がある。^{[29] [30]}

真核細胞は、約22億年前、真核発生と呼ばれる過程で作られた。これには共生が関与していたことは広く認められており、古細菌と細菌が一緒になって最初の真核生物の共通祖先を作り出した。この細胞は、核^{[32] [33]}と通性好気性ミトコンドリア^[31]を備え、複雑さと能力の新たなレベルに達した。それは約20億年前に、最後の真核生物の共通祖先を含む単細胞生物の集団へと進化し、その過程で能力を獲得したが、その過程の順序については議論があり、共生から始まったわけではない可能性がある。それは、少なくとも1つの中心小体と繊毛、性別（減数分裂と合婚）、ペルオキシソーム、およびキチンやセルロースの細胞壁を持つ休眠嚢胞を特徴としていた。^{[34] [35]}次に、最後の真核生物の共通祖先は、動物、菌類、植物、および多様な単細胞生物の祖先を含む真核生物のクラウングループを生み出しました。 ^{[36] [37]}植物は約16億年前に、シアノバクテリアに由来する葉緑体を追加する2回目の共生によって作成されました。^[31]

1665年、ロバート・フックは顕微鏡でコルクの薄片を調べたところ、小さな囲いの構造が見つかりました。彼は「蜂の巣のように、全体に穴があいていて多孔質であることが非常にはっきりとわかりましたが、その孔は規則的ではありませんでした」と書いています。^[38]彼の理論をさらに裏付けるために、マティアス・シュライデンとテオドール・シュワンも動物と植物の両方の細胞を研究しました。彼らが発見したのは、2種類の細胞の間には大きな違いがあることでした。これにより、細胞は植物だけでなく動物にとっても基本的なものであるという考えが生まれました。^[39]

• 1632年 - 1723年：アントニー・ファン・レーウェンフックは独学でレンズの作り方を学び、基本的な光学顕微鏡を製作し、雨水からツリガネムシなどの原生動物を、また自分の口から細菌を採取した。 ^[40]
• 1665年:ロバート・フックが初期の複合顕微鏡を使用してコルクの細胞を発見し、その後生きた植物組織で細胞を発見した。彼は著書『ミクログラフィア』 （1665年）の中で、ラテン語の「小さな部屋」を意味する^「cellula 」から「細胞」という用語を作った。^{[42] [40]}
• 1839年：テオドール・シュワン^[43]とマティアス・ヤコブ・シュライデンは、植物と動物は細胞でできているという原理を解明し、細胞は構造と発達の共通の単位であると結論付け、細胞説を確立した。
• 1855年:ルドルフ・ヴィルヒョウは、新しい細胞は細胞分裂によって既存の細胞から生まれる（omnis cellula ex cellula）と主張した。
• 1931年：エルンスト・ルスカがベルリン大学で世界初の透過型電子顕微鏡（TEM）を製作した。^[44] 1935年までに、彼は光学顕微鏡の2倍の解像度を持つEMを製作し、それまで解像できなかった細胞小器官を明らかにした。
• 1981年：リン・マーギュリスは共生によって真核細胞がどのように作られたかを詳述した「細胞進化における共生」を出版した。^[45]

• MBInfo – 細胞機能とプロセスに関する説明
• 細胞の内部 2017-07-20 にWayback Machineにアーカイブ –国立衛生研究所による科学教育小冊子、PDF およびePub形式。
• アリゾナ大学の「生物学プロジェクト」における細胞生物学。
• センター・オブ・ザ・セルオンライン
• アメリカ細胞生物学会の画像およびビデオ ライブラリ ( Wayback Machineに 2011-06-10 にアーカイブ) は、細胞の構造、機能、生物学を説明する査読済みの静止画像、ビデオ クリップ、デジタル ブックのコレクションです。
• WormWeb.org: C. elegans 細胞系統のインタラクティブな視覚化 – 線虫C. elegansの細胞系統樹全体を視覚化します