原核细胞结构

原核细胞是细菌（和古菌）共有的结构模式：其遗传物质自由地存在于细胞质中，没有膜包围的细胞核，由质膜和（在大多数细菌中）细胞壁包围，并配备有执行运动、附着和基本生命化学过程的表面和内部结构。

Definition

原核细胞结构是细菌的细胞组织形式，其特征是没有膜包围的细胞核和膜包围的细胞器，染色体组织成类核区，蛋白质合成由70S核糖体完成。

Scope

本主题描述了细菌细胞的常见组成部分，包括类核区和质粒、细胞质和70S核糖体、质膜、细胞壁和细胞包膜，以及鞭毛、菌毛和荚膜等表面附属物，并将其与真核细胞进行对比。本主题将其作为参考解剖学进行处理；细胞包膜、形状和染色将在相关主题中详细介绍。

Core questions

• 哪些结构是几乎所有细菌细胞共有的？
• 细菌染色体在没有细胞核的情况下是如何组织和空间排列的？
• 原核细胞模式与真核细胞模式有何区别？

Key concepts

• 类核区和质粒
• 70S核糖体
• 质膜
• 细胞壁和细胞包膜
• 细胞骨架蛋白（例如MreB，FtsZ）
• 表面附属物：鞭毛、菌毛、荚膜
• 缺乏膜包围的细胞器

Mechanisms

细菌细胞将其细胞质包裹在质膜内，质膜执行能量转导和运输功能；在大多数物种中，外部细胞壁提供形状和保护。染色体通常是环状DNA分子，浓缩成类核区，不被核膜与细胞质分开，因此转录和翻译可以同时发生；额外的基因可能存在于质粒上。蛋白质合成使用70S核糖体。尽管长期以来被认为是无结构的，但细菌拥有细胞骨架蛋白，例如肌动蛋白同源物MreB和微管蛋白同源物FtsZ，它们组织细胞、定位染色体并指导分裂和形状。表面结构，如用于运动的鞭毛、用于附着和接合的菌毛，以及荚膜或黏液层，介导与环境的相互作用。

Clinical relevance

几个原核生物特有的结构，如细胞壁、70S核糖体以及独特的膜和分裂机制，是原核生物和真核生物学分歧的关键点，因此对于微生物学家如何描述和区分细菌细胞至关重要。本条目是描述性参考解剖学，不能作为个体诊断或治疗决策的基础。

Evidence & guidelines

结构描述在标准微生物学教科书中得到巩固，而原核生物域的分子区分和细菌细胞骨架的发现则基于分子系统发育学和细胞生物学领域的原始文献。

History

原核生物-真核生物的区别在20世纪中期根据细胞核和细胞器的缺失而正式确立，1970年代的分子系统发育学重新定义了原核生物世界。后来发现细菌拥有细胞骨架蛋白，推翻了早期将细菌细胞视为无结构酶囊的观点。

Key figures

• Carl Woese
• Lucy Shapiro
• Zemer Gitai

Seminal works

• woese-1977
• silhavy-2010
• gitai-2005

Frequently asked questions

原核细胞和真核细胞的主要区别是什么？

原核细胞缺乏膜包围的细胞核和膜包围的细胞器；它们的染色体以类核区的形式存在于细胞质中，并且使用70S而不是80S核糖体。

细菌有细胞骨架吗？

是的。细菌拥有细胞骨架蛋白，例如MreB（肌动蛋白同源物）和FtsZ（微管蛋白同源物），它们组织细胞形状、染色体位置和分裂。