细菌是原核生物还是真核生物?

17 Mar 2025 | 6 分钟阅读
Are bacteria Prokaryotes or Eukaryotes

细胞分为原核和真核两大类。单细胞生物细菌和古菌就属于原核生物。细菌和古菌被归类为原核生物,而动物细胞、植物细胞、真菌和原生生物被归类为真核生物。原核细胞包含细胞膜、细胞质、遗传物质 DNA 和核糖体。然而,原核生物在很多方面与真核生物不同。

原核细胞是单细胞生物,不含确定的细胞核和核膜。DNA 位于细胞中央区域,称为类核。

细菌的细胞壁由肽聚糖组成,这是一种糖和氨基酸的混合物。细胞壁起到外部保护、维持细胞形状、防止细胞脱水的作用。

细菌上的荚膜使其能够附着在周围表面。一些原核生物还具有鞭毛、菌毛。鞭毛用于运动,而菌毛用于在接合过程中交换遗传物质。

真核细胞

真核细胞含有确定的细胞核及其膜结合的核膜。它们通常是多细胞生物,包含许多执行专门功能的潜在细胞器。Eukaryotic 这个词的意思是“真正的细胞核”,而 organelle 这个词的意思是“器官”。

它们存在于植物、动物和原生生物中。细胞大小为 10-100 微米。遗传物质 DNA 存在于确定的细胞核内。

细菌究竟是真核生物还是原核生物?

细菌是最广为人知的原核生物之一,因为它们缺乏内膜并包含原核生物的所有组成部分。

原核细菌的特征

细菌通常缺乏确定的膜结合细胞核和核膜,因此被列为单细胞原核生物。原核生物是地球上占主导地位的生物,几乎遍布地球面积的三分之二,并能在几乎所有可能的生态栖息地中适应。总的来说,它们表现出广泛的代谢能力,可以处理任何有机化合物和一些无机化合物作为食物和能量来源。有些细菌表现为人类、动物或植物的致病菌,但大多数是无害的,有些被证明是有益的生态因子,它们的代谢活动维持着高等生命形式。

一些细菌还已知与植物有共生关系,在这些关系中,它们为宿主执行固氮和纤维素降解等功能。

原核生物非常重要,因为它们使土壤肥沃,并减缓土壤中有机物腐烂的速度。

细菌作为原核生物

地球上所有生物都由两种类型的细胞构成:真核细胞和原核细胞。真核细胞是指遗传物质 DNA 被核膜包裹的细胞,而原核细胞是指遗传物质不被核膜包裹、位于细胞质中的细胞。过去,所有原核细胞都被称为细菌,并被归入名为“原核生物界”的“原生生物界”。

然而,分类为原生生物界在分类学上与其他界,如真菌界、植物界、动物界和原生生物界相似。

在 20 世纪 70 年代末,**卡尔·沃斯**通过将所有生物分为真核域、细菌域和古菌域这三个主要域,对分类进行了重大改革,以研究生物的进化方面。

细菌域进一步分为真细菌(真正的细菌)和古菌。它们表面相似,因为它们不含细胞内细胞器,它们有环状 DNA,但它们在逻辑上并不完全相同,分离方式也不同。

因此,两个原核域的成员彼此之间不同,正如它们与真核细胞不同一样。

原核细胞

原核细胞比真核细胞简单得多,因为它们缺乏细胞内细胞器,而细胞内细胞器是真核细胞的关键特征。

细胞器是位于细胞质中的离散的膜结合结构。由于原核细胞不含称为细胞器的特殊结构,但细胞器执行的所有活动也在细菌中发生,只是它们不是由特殊结构执行的。

此外,原核细胞的体积更小,代谢能力强,这使其能够在各种条件下快速生长和分裂。

原核细胞和真核细胞在脂质组成、涉及的酶、对抗生素和毒素的反应方式以及基因信息的表达等方面也有其他区别。真核生物含有许多线性染色体,其中包含编码蛋白质合成的基因。

相比之下,细菌只含有一个环状染色体,其中包含分子过程所需的所有遗传信息。

大多数细菌被由肽聚糖层组成的细胞壁包围。

细胞壁用于保护和维持细胞形状。许多细菌还有最外层的糖层,称为荚膜。荚膜是粘性的,使其能够附着在周围表面。细菌还含有鞭毛结构,有助于运动。

此外,它们还含有菌毛,这是一种用于附着在宿主细胞上的毛发状结构。它们还含有菌毛,有助于在一个细菌与其他细菌之间交换遗传信息。

然而,古菌也可能含有大部分这些细胞特征,但它们的细胞组成与细菌有典型差异。

真核生物和原核生物中的糖基化系统

蛋白质糖基化是所有三个生命域的共同过程。超过 70% 的真核蛋白质组会发生糖基化过程。然而,原核生物是否发生糖基化尚未完全证实,但很清楚的是,原核糖蛋白的种类繁多,并且在这些生物中会发生糖基化。

直到现在,人们一直认为蛋白质的糖基化过程只发生在真核生物中。然而,在 1976 年,**Mescher 和 Strominger** 报道,来自古菌原核生物 *Halobacterium salinarum* 的蛋白质含有与天冬酰胺残基共价结合的糖蛋白。

多年来,人们知道 N-糖基化更可能发生在古菌的 S 层,而细菌的 S 层似乎含有 O-糖。

如今,21 世纪的研究发现,原核生物,特别是 *Campylobacter jujeni*,表现出 N-糖基化系统的存在。很明显,生命的所有三个域,即细菌、古菌和真核生物,都含有 N-糖基化系统。

为什么细菌与真核生物不同?

真核生物与细菌之间的主要区别在于真核生物存在膜结合的确定细胞核,而细菌不存在。科学总有各种例外,有一种细菌名为 *Gemmata obscuriglobus*,据报道它含有一个双层膜包裹着细胞核内的 DNA,尽管该结构与等离子膜是连续的。所以从这个意义上说,细菌与真核生物不同,而上述情况是一个例外。

拥有膜结合细胞核的主要功能是为了进行转录和翻译,它们是不同步的。因此,要区分真核生物和细菌,需要一种基本的动力学和组织方式,即遗传物质以蛋白质的形式编码,用于进一步的组装、细胞结构功能和组织。

真核生物和细菌之间的另一个主要区别在于真核生物中膜结合细胞器的数量众多,例如高尔基体、内质网等。同样,一些细菌物种是例外,它们含有与质膜相连的膜结合细胞器。由于这些结构与质膜持续接触,它们并没有真正物理上分隔成不同的隔室。

此外,另一个明显的区别是真核细胞形成多细胞生物,如大象和红杉树,然而细菌也可以形成多细胞结构,如生物膜,需要复杂的细胞间信号、发育系统和细胞外基质。

蓝细菌形成的最大群落称为**叠层石**,这些结构由多个层组成,这些层通过细菌生长、基质沉积和矿物颗粒的循环形成。

最后,真核生物通常拥有比正常大小的细菌更大、更长的基因组。这些基因组包含大量未编码的 DNA,其功能未指定。


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