什么是古细菌?古菌与细菌的区别

摘 要:

古细菌(Archaebacteria)又称为古生菌、古菌,是一类在极端环境(如缺氧、高温等)生存,形态类似于细菌的原核微生物。虽然古菌与细菌相似,染色体DNA呈闭合环状,基因成操纵子;无核膜及内膜系统;具有球状形、杆状、螺旋状、不规则形状、多形态等,但他们却有着本质的区别。在环境适应性、基因-蛋白质转录翻译方式、细胞结构、细胞代谢形式、进化变异速度等方面都不同。

关键词:

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细菌(又称为古生菌、古菌)是一类在极端环境(如缺氧、高温等)生存,形态类似于细菌的原核微生物。古菌的概念是1977年由卡尔·沃斯和George Fox提出的,他们在研究16S rRNA的系统发育树时发现其与其它原核生物的区别。这两组原核生物起初被定为古细菌(Archaebacteria)和真细菌(Eubacteria)两个界。Woese认为它们是两支根本不同的生物,于是重新命名其为古菌(Archaea)和细菌(Bacteria)。从2001年起出版的《伯杰系统细菌学手册》中,将原核生物分为古菌域和细菌域。古菌域、细菌域和真核生物(Eukarya)一起构成了生物的三域系统。

虽然古菌与细菌相似,古菌染色体DNA呈闭合环状,基因也组织成操纵子;无核膜及内膜系统;细胞形态相似,也具有球状形、杆状、螺旋状、不规则形状、多形态等,但他们却有着本质的区别。

1、环境适应性不同:古细菌(又可叫做古生菌或者古菌)是一类很特殊的细菌,多生活在极端的生态环境中。如盐分高的湖泊水中,极热、极酸和绝对厌氧的环境,有的在极冷的环境生存,而且细菌多生长在与人类相似的比较温和的环境中。

2、基因-蛋白质转录翻译方式不同:古菌在基因的转录与翻译这两个分子生物学的中心过程上,与细菌明显的不同,反而非常接近真核生物。比如,古菌蛋白的翻译使用真核的启动和延伸因子,以甲硫氨酸起始蛋白质的合成、核糖体对氯霉素不敏感、RNA聚合酶和真核细胞的相似、DNA具有内含子并结合组蛋白,且蛋白翻译译过程需要真核生物中的TATA框结合蛋白和TFIIB。

3、细胞结构不同:古菌只有一层细胞膜而缺少肽聚糖细胞壁。大多数古菌的细胞壁不含二氨基庚二酸(D-氨基酸)和胞壁酸,不受溶菌酶和内酰胺抗生素如青霉素的作用。而且,绝大多数细菌和真核生物的细胞膜中的脂类主要由甘油酯组成,而古菌的膜脂由非皂化性甘油二醚的磷脂和糖脂的衍生物构成。这些区别也许是对超高温等极端环境的适应。古菌的细胞膜有两种:双层膜和单层膜。古菌鞭毛的成分和形成过程也与细菌不同。

4、细胞代谢形式不同:古菌的代谢与细菌也不同,古菌可分为异养型、自养型和不完全光合作用3种类型,而细菌是单纯的异养型。

5、进化变异速度不同:古菌的繁殖速度较慢,进化速度也比细菌慢。

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