原核生物

原核生物 (/proʊˈkærioʊt, -ət/) 是一种单细胞生物，缺乏细胞核和其他膜结合细胞器。 原核生物一词来自希腊语 πρό（pro，“之前”）和 κάρυον（karyon，“坚果”或“内核”）。 在 Édouard Chatton 的工作产生的双帝国系统中，原核生物被归入原核生物帝国。 但在三域系统中，基于分子分析，原核生物分为两个域：细菌（原真细菌）和古细菌（原古细菌）。 具有细胞核的生物体位于第三个领域，即真核生物。 在生命起源的研究中，原核生物被认为出现在真核生物之前。

除了没有细胞核外，原核生物还缺乏线粒体，或真核细胞所特有的大多数其他膜结合细胞器。 人们曾经认为细胞质内的原核细胞成分是未封闭的，除了外部细胞膜，但细菌微区室，被认为是包裹在蛋白质壳中的简单细胞器，与其他原核细胞器一起被发现。 虽然是单细胞生物，但某些原核生物（例如蓝细菌）可能会形成大的菌落。 其他细菌，如粘细菌，在其生命周期中具有多细胞阶段。 原核生物是无性的，在没有配子融合的情况下进行繁殖，尽管也会发生水平基因转移。

分子研究提供了对生命三个领域的进化和相互关系的洞察力。 原核生物和真核生物之间的划分反映了两种截然不同的细胞组织水平的存在； 只有真核细胞具有包含染色体 DNA 和其他特征性膜结合细胞器（包括线粒体）的包膜核。 不同类型的原核生物包括极端微生物和产甲烷菌； 这些在一些极端环境中很常见。

微生物学家罗杰·斯坦尼尔 (Roger Stanier) 和 C. B. 范尼尔 (C. B. van Niel) 在他们 1962 年的论文《细菌的概念》（尽管那里拼写为原核生物和真核生物）中明确确立了原核生物和真核生物之间的区别。 该论文引用了 Édouard Chatton 1937 年出版的书 Titres et Travaux Scientifiques 来使用这些术语并认识到它们之间的区别。 这种分类的一个原因是，当时通常被称为蓝绿藻（现在称为蓝细菌）的东西不会被归类为植物，而是与细菌归为一类。

原核生物具有比真核生物更原始的原核细胞骨架。 除了肌动蛋白和微管蛋白的同源物（MreB 和 FtsZ），鞭毛的螺旋排列结构单元鞭毛蛋白是细菌最重要的细胞骨架蛋白之一，因为它提供趋化性的结构背景，即细菌的基本细胞生理反应 . 至少一些原核生物还包含可被视为原始细胞器的细胞内结构。 膜细胞器（或细胞内膜）在某些原核生物群中是已知的，例如液泡或膜系统，专门用于特殊的代谢特性，例如光合作用或化能无机营养。 此外，一些物种还包含碳水化合物封闭的微室，它们具有不同的生理作用（例如羧基体或气泡）。

大多数原核生物的大小介于 1 µm 和 10 µm 之间，但它们的大小可以从 0.2 µm（生殖支原体）到 750 µm（Thiomargarita namibiensis）不等。

原核细胞有多种形状； 细菌的四种基本形状是：

• 球菌 – 球形或卵形的细菌称为球菌（复数，cocci）。 例如 链球菌、葡萄球菌。
• 杆菌 – 一种圆柱形的细菌，称为棒状杆菌或芽孢杆菌（复数，bacilli）。
• 螺旋细菌 – 一些杆状细菌扭曲成螺旋状，称为螺旋菌（singular，spirillum）。
• 弧菌——逗号状

古细菌 Haloquadratum 具有扁平的方形细胞。

细菌和古细菌通过无性繁殖进行繁殖，通常是二元裂变。 遗传交换和重组仍然发生，但这是一种水平基因转移的形式，而不是复制过程，仅涉及两个细胞之间的 DNA 转移，如细菌结合。

原核细胞之间的 DNA 转移发生在细菌和古细菌中，尽管它主要在细菌中进行了研究。 在细菌中，基因转移通过三个过程发生。 它们是 (1) 细菌病毒（噬菌体）介导的转导，(2) 质粒介导的结合，以及 (3) 自然转化。 噬菌体对细菌基因的转导似乎反映了病毒颗粒在细胞内组装过程中的偶然错误，而不是宿主细菌的适应。