细胞的一般结构

一般的细胞包括细胞膜、细胞质和细胞核三部分，三者在形态发生上密切相关，在生理上相互协调，从而完成细胞的生命活动，但是原核细胞与真核细胞的结构不同。

一、原核细胞的结构

细菌是在自然界分布最广、个体数量最多的原核细胞生物。细菌的结构可以分为：①表层结构，由里向外包括细胞膜(质膜)、细胞壁、荚膜(capsule)；②内部结构，包括细胞浆、核蛋白体、蛋白酶体、拟核、质粒(plasmid)等；③外部附件，包括鞭毛和纤毛(图1-8)。绝大多数细菌的直径在0.5～5μm。可根据形状分成球菌、杆菌和螺旋菌。
 

 

1．细胞壁与细胞膜

细菌细胞壁是位于细胞最外紧贴细胞膜外的一层坚韧富有弹性的结构，形成厚实、坚韧的外被。具有维持细菌固有形态、保护细菌、与细胞膜共同完成细菌细胞内外物质交换、决定细菌的免疫原性等功能。细胞壁厚度因细菌不同而异，一般为15～30nm。绝大多数细菌的细胞壁以肽聚糖为基本成分，但不同细菌，细胞壁在结构和成分上各有自己的特点。细胞壁可允许水分及直径小于1nm的可溶性小分子自由通过，参与物质交换调节。细胞壁上带有多种抗原决定簇，决定了细菌菌体的抗原性。

细菌细胞膜位于细胞壁内侧，是包绕在细菌胞浆外的具有弹性的半渗透性脂质双层生物摸。主要由磷脂及蛋白质构成，细菌细胞膜与真核细胞膜的区别在于不含胆固醇。某些革兰氏阴性菌还具有细胞外膜(outermembrane)，而把质膜称为内膜(inner membrane)，外膜也是镶嵌蛋白质的脂质双层结构。内外膜间的缝隙中含有胶质液体，称为膜周质（periplasm)间隙。

在一定条件下许多细菌最外表还产生一层多糖类物质——荚膜(capsule)，如肺炎球菌和葡萄球菌。荚膜对细菌起保护作用，可使细菌免受干燥影响，还可在缺乏营养时，将荚膜分解作为碳源和能源而被利用。荚膜还可以用于保护自身不受白细胞吞噬。有趣的是通过荚摸能有选择地黏附到特定细胞的表面上，表现出对靶细胞的专一攻击能力。例如，伤寒沙门杆菌能专一性地侵犯肠道淋巴组织。荚膜通常是由多糖类、多肽类或多糖蛋白复合体组成。但不同的细菌其荚膜成分也有一定差异。

2．细菌的基因组

细菌基因组(genome)多数由环状双链DNA分子组成，属于类核结构。由染色质经折叠、盘绕聚集在一起，其中心为RNA和支架蛋白质组成，外周是双链闭合DNA结构，形成一个较为致密的类核。DNA链上与DNA复制、转录有关的信号区域与细胞膜优先结台，如大肠杆菌染色体DNA的复制起点(OriC)、复制终点(TerC)等结合在细胞膜上。推测细胞膜可能是对染色体起固定作用，而且在细胞分裂时将复制后的染色体均匀地分配到两个子代细菌中去。

细菌基因组的特点为：①结构基因中无内含子，这是与真核细胞的主要区别，编码区基因占基因组比例约50％，存在间隔区；②具有操纵子(operon)结构，其中的结构基因为多顺反子，即数个功能相关的结构基因串联在一起，受同一个调节区的调节，数个操纵子还可以由一个共同的调节子(regulon)所调控；③DNA绝大部分用于编码蛋白质，在大多数情况下，结构基因在细菌染色体基因组中都是单拷贝，但是编码rRNA的基因往往是多拷贝的，有利于急需蛋白质合成时细胞可以在短时间内有大量核糖体生成；④不出现基因重叠现象；⑤在基因或操纵子的终末往往具有特殊的终止顺序，它可使转录终止，并且使RNA聚合酶从DNA链上脱落。

3．细菌的质粒

质粒是指独立于细菌细胞染色体以外，能自主复制的共价闭合环状DNA分子。许多细菌除了拟核中的DNA外，还有大量很小的环状DNA分子，这就是质粒(部分质粒为RNA)。质粒编码非细菌生命所必需的某些生物学性状，如性菌毛、细菌素、毒素和耐药性等。质粒具有可自主复制、传给子代、也可丢失及在细菌之间转移等特性，与细菌的遗传变异有关。质粒的最重要特性是自我复制，决定特殊性状，以及在细菌个体间的转移，质粒转移是细菌获得某些遗传基因的重要方式之一。

质粒的种类多，而且在自然界细菌种群中分布复杂。F质粒具有致育性(fertility)，即编码性菌毛，介导细菌之间接合的能力。R质粒编码细菌耐药性，可控制细菌产生灭活药物的酶，或降低细胞膜对药物的通透性。Col质粒编码大肠埃希菌的细菌毒素代谢。Vi质粒(virulence plasmids)编码细菌毒力因子。

动物细胞与植物细胞的结构相似，但是又各具特点(图1—9)。
 

 

来源：中国微生物菌种网 www.bnbio.com