[微生物学]不同微生物在结构和生命活动上的异同
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微生物细胞是有生命的个体,他和周边环境和其他微生物动态相互作用。微生物多做多样,包含细菌、真菌等不同的种类,但是微生物在结构和动态活性上也有共同点,当然不同种类微生物也存在差异。
01
所有微生物菌均有有细胞膜(cytoplasmic membrane),细胞膜将细胞质(cytoplasm)和外界环境分开,细胞膜是渗透性膜。细胞质内含有大量的水溶性大分子物质(蛋白、脂类、多糖,核苷酸),小的有机分子(大分子的前体物质,比如氨基酸等),无机盐离子,核糖体。
所有微生物都含有核糖体,核糖体负责蛋白的合成。
大部分微生物具有细胞壁,细胞壁是半透膜。支原体(mycoplasma)不含有细胞壁。
所有微生物都含有基因组(genome),基因组由一整套基因组成,基因是能够编码蛋白或者RNA的DNA片段。基因组是一个有机体的生命蓝图,决定着其一切活动,基因组和蛋白质等组成染色体( chromosomes)。
*需要指出的由于病毒的独特性,并不在考虑范围内。
02
根据细胞结构的不同,微生物细胞可以分为真核细胞结构(eukaryotic cell structure)和原核细胞结构(prokaryotic cell structure)。两者存在多方面的差异。 具有真核细胞结构的生物为真核生物,包含植物、动物和微生物中的真菌等。真核细胞的重要特征是细胞内包含有由膜隔离的细胞器(organelles)。比如细胞核、线粒体、叶绿体、高尔基体、内质网等。 真核细胞DNA以几种线性分子存在,存在于有膜包被的细胞核内。而细菌和古细菌等原核生物DNA以环装形式存在,聚集在一起形成类核(nucleoid),在电子显微镜下可以看见一大团结构,但是没有膜保护。一般原核微生物仅有1条染色体,但是很多原核微生物会含有一个小的环装染色体,质粒(plasmids ),质粒中的基因一般对微生物是非必须的,但是能够赋予微生物独特的代谢活性、对抗生素的抗性等特性。原核微生物的基因组较小,一般为500-1000个基因,由0.5-100百万的碱基对编码。真核细胞基因组较大。
原核微生物生物结构图
真核微生物结构图
*需要指出的是以上介绍的差异仅仅是细胞结构水平上的差异,而真核和原核微生物在分子水平上仍然存在较大差异,比如:细胞壁的组成,RNA的组成,以及在外源蛋白表达后期加工上都存在较大差异。
03
水平基因转移(horizontal gene transfer), 又称横向基因转移, 指不同于常规的由亲代到子代的垂直基因传递, 能跨越种间隔离, 在亲缘关系或远或近的生物有机体间进行的遗传信息转移. 通过将新基因导入现有的基因组, 水平基因转移能帮助受体生物绕过通过点突变和重组创造新基因的缓慢过程, 从而加速基因组的革新和进化。
▶微生物也存在特异性的一些活动,比如产芽孢,比如微生物的运动,微生物的水平基因转移(horizontal gene transfer),微生物之间的沟通和信息传递。
参考文献:
Brock Biology of Microorganisms
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