原核生物
編輯原核生物 (/pro??k?rio?t, -?t/) 是一種單細胞生物,缺乏細胞核和其他膜結合細胞器。 原核生物一詞來自希臘語 πρ?(pro,“之前”)和 κ?ρυον(karyon,“堅果”或“內核”)。 在 édouard Chatton 的工作產生的雙帝國系統中,原核生物被歸入原核生物帝國。 但在三域系統中,基于分子分析,原核生物分為兩個域:細菌(原真細菌)和古細菌(原古細菌)。 具有細胞核的生物體位于第三個領域,即真核生物。 在生命起源的研究中,原核生物被認為出現在真核生物之前。
除了沒有細胞核外,原核生物還缺乏線粒體,或真核細胞所特有的大多數其他膜結合細胞器。 人們曾經認為細胞質內的原核細胞成分是未封閉的,除了外部細胞膜,但細菌微區室,被認為是包裹在蛋白質殼中的簡單細胞器,與其他原核細胞器一起被發現。 雖然是單細胞生物,但某些原核生物(例如藍細菌)可能會形成大的菌落。 其他細菌,如粘細菌,在其生命周期中具有多細胞階段。 原核生物是無性的,在沒有配子融合的情況下進行繁殖,盡管也會發生水平基因轉移。
分子研究提供了對生命三個領域的進化和相互關系的洞察力。 原核生物和真核生物之間的劃分反映了兩種截然不同的細胞組織水平的存在; 只有真核細胞具有包含染色體 DNA 和其他特征性膜結合細胞器(包括線粒體)的包膜核。 不同類型的原核生物包括極端微生物和產甲烷菌; 這些在一些極端環境中很常見。
歷史
編輯微生物學家羅杰·斯坦尼爾 (Roger Stanier) 和 C. B. 范尼爾 (C. B. van Niel) 在他們 1962 年的論文《細菌的概念》(盡管那里拼寫為原核生物和真核生物)中明確確立了原核生物和真核生物之間的區別。 該論文引用了 édouard Chatton 1937 年出版的書 Titres et Travaux Scientifiques 來使用這些術語并認識到它們之間的區別。 這種分類的一個原因是,當時通常被稱為藍綠藻(現在稱為藍細菌)的東西不會被歸類為植物,而是與細菌歸為一類。
結構
編輯原核生物具有比真核生物更原始的原核細胞骨架。 除了肌動蛋白和微管蛋白的同源物(MreB 和 FtsZ),鞭毛的螺旋排列結構單元鞭毛蛋白是細菌最重要的細胞骨架蛋白之一,因為它提供趨化性的結構背景,即細菌的基本細胞生理反應 . 至少一些原核生物還包含可被視為原始細胞器的細胞內結構。 膜細胞器(或細胞內膜)在某些原核生物群中是已知的,例如液泡或膜系統,專門用于特殊的代謝特性,例如光合作用或化能無機營養。 此外,一些物種還包含碳水化合物封閉的微室,它們具有不同的生理作用(例如羧基體或氣泡)。
大多數原核生物的大小介于 1 μm 和 10 μm 之間,但它們的大小可以從 0.2 μm(生殖支原體)到 750 μm(Thiomargarita namibiensis)不等。
形態學
編輯原核細胞有多種形狀; 細菌的四種基本形狀是:
- 球菌 – 球形或卵形的細菌稱為球菌(復數,cocci)。 例如 鏈球菌、葡萄球菌。
- 桿菌 – 一種圓柱形的細菌,稱為棒狀桿菌或芽孢桿菌(復數,bacilli)。
- 螺旋細菌 – 一些桿狀細菌扭曲成螺旋狀,稱為螺旋菌(singular,spirillum)。
- 弧菌——逗號狀
古細菌 Haloquadratum 具有扁平的方形細胞。
復制
編輯細菌和古細菌通過無性繁殖進行繁殖,通常是二元裂變。 遺傳交換和重組仍然發生,但這是一種水平基因轉移的形式,而不是復制過程,僅涉及兩個細胞之間的 DNA 轉移,如細菌結合。
DNA 轉移
編輯原核細胞之間的 DNA 轉移發生在細菌和古細菌中,盡管它主要在細菌中進行了研究。 在細菌中,基因轉移通過三個過程發生。 它們是 (1) 細菌病毒(噬菌體)介導的轉導,(2) 質粒介導的結合,以及 (3) 自然轉化。 噬菌體對細菌基因的轉導似乎反映了病毒顆粒在細胞內組裝過程中的偶然錯誤,而不是宿主細菌的適應。
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