第二章细胞基本知识概要.pptVIP

2.3.3 原核细胞与真核细胞的比较 真核细胞与原核细胞最根本的区别可以归纳为两条: 第一是细胞膜系统的分化与演变。真核细胞以膜系统的分化为基础，首先分化为两个独立的部分---- 核与质 第二是遗传信息量与遗传装置的扩增与复杂化。由于真核细胞结构与功能的复杂化，遗传信息量相应随之扩增，即编码结构蛋白与功能蛋白的基因数首先大大增多。 遗传信息的复制、转录与翻译的装置和程序也相应复杂化，真核细胞内遗传信息的转录与翻译有严格的阶段性与区域性，而在原核细胞内转录与翻译可同时进行，这也是两者区别的重要特征。 将原核细胞与真核细胞的基本差异分两部分叙述。 1·原核细胞与真核细胞结构与功能的比较 原核细胞与真核细胞的基本特征差异列于表2-2。 生物膜系统的分化与演变-----细胞分化为核与质------遗传物质复制与转录过程与蛋白质合成分开。 细胞质分化出各种细胞器-----细胞体积的增大与细胞内部结构的复杂化-------出现细胞骨架（保证了细胞形态结构的合理排布与执行功能的有序性） 原核细胞与真核细胞基本特征的比较 2·原核细胞与真核细胞遗传装置与基因表达方式的比较 遗传装置与基因表达的复杂化与多层次化是真核细胞不同于原核细胞的重大标志之一。 ?遗传装置 双层核膜的出现使基因表达的程序具有严格的阶段性与区域性。 遗传信息载体的DNA也发生了结构变化，由原核细胞的单倍性变为多倍性。 基因数量由几千发展到儿万至十万以上。 DNA由游离的裸露的环状分子转变为线状。线状DNA分子能与多种组蛋白结合，形成直径lOnm的核小体结构，以核小体为基本结构单位螺旋盘绕形成高度复杂的染色质与染色体。 ?基因表达方式 原核细胞的基因结构简洁、有效，无多余序列。原核细胞基因表达的调控较简单，主要以操纵子模型来调控。操纵子模型认为原核细胞是由几个相关的结构基因与操纵基因(operator)、启动基因(Promotor)与Cap结合位点等协调合作，共同控制基因的表达，没有真核细胞那样复杂的调控层次。 而真核细胞则形成各种特殊的基因结构，如内含子、重复序列、“无用”序列与假基因等等，它们出现为复杂而多层次的基因表达调控提供了基础。真核细胞有在转录前水平(如基因重排、基因扩增、DNA甲基化等)、转录水平(如增强子的促转录作用)、转录后水平(mRNA的拼接)以及翻译水平，翻译后水平(蛋白质分子修饰)等多种层次的调控。 ?遗传物质的复制和增殖方式 由于真核细胞遗传结构装置的复杂性、基因组的多倍性等等，使遗传物质的准确复制与均等无误地分配给子细胞增加了难度。加之真核细胞内部结构的庞大与复杂性，真核细胞的增殖方式变得比原核细胞繁杂与严格。真核细胞的增殖过程出现明显的周期性。出现了染色质与染色体结构的交替，出现有丝分裂器(mitotic apparatus) 。 原核细胞的增殖没有明显的周期性，没有染色质与染色体结构的交替，更无有丝分裂器--纺锤体的出现，所以将原核细胞的分裂叫做无丝分裂或直接分裂。 表2-3原核细胞与真核细胞的遗传结构装置和基因表达的比较 2．3．4 古核细胞(古细菌) 原核细胞分为古细菌(又称原细菌)和真细菌。 古细菌（archaeobacteria）是一些生长在极端特殊环境中的细菌，是最早发现的是产甲烷细菌类，后来陆续又发现其他的古细菌，如： 盐细菌(halobacteria，生长在浓度大的盐水中)。热原质体(thermoplasma，生长在煤堆中)。 硫氧化菌(生长在硫磺温泉中)。目前在食草动物消化道、温带地区土壤中也有发现。 现在已发现100多种古细菌，并将它们分类为目、科、属、种。 古细菌(又称原细菌)因为其形态结构、DNA结构及其基本生命活动方式与原核细胞相似，如古核细胞没有核膜，其基因组结构为一环状DNA，常常含有操纵子结构，因此人们认为古核细胞的遗传结构装置更近似原核细胞，把它们归属为原核生物。 近年来，随着进化分子生物学与进化细胞生物学的兴起，特别是发现在海洋深处的热泉口很高温的环境中存在的众多嗜热细菌，人们很自然联想到这些古细菌与地球早期生命环境的关系，设想它们可能在细胞起源与进化中扮演过重要角色，因此古核生物引起了越来越多学者的重视。 对古核生物研究的主要方面: 古核细胞的结构功能特点及其嗜热嗜盐的特性的关系，它们与真细菌和真核细胞在进化上的关系等等。 近期研究古细菌的贡献 2013年末，CRISPR／7Cas9基因编辑 技术被美国科学杂