生化小课
医学生：生理生化 必有一挂
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生化小课
—— 期末/考研 逢考必过——
细菌和古菌细胞有着共同的特征，但也有着
重要的区别 ✦
研究得最好的细菌是大肠杆菌，它通常是人体肠道中无害的"居民"。大肠杆菌细胞是一个卵球形，长约2μm，直径略小于1μm，但其他细菌可能是球形或杆状的，有些细菌的体积大得多。大肠杆菌有一层保护性外膜和一层包围细胞质和类核的内质膜。内外膜之间是一层薄而坚固的高分子聚合物（肽聚糖），使细胞具有形状和硬度。质膜及其外层构成细胞膜（cell envelope）。细菌的质膜由一层薄薄的双层脂质分子构成，脂质分子被蛋白质穿透。古菌的质膜具有相似的结构，但脂质可能与细菌的截然不同。
细菌和古菌细胞的一些共同结构特征
细菌和古细菌的细胞膜具有群体特异性。有些细菌被称为革兰氏阳性，因为它们被革兰氏染色（1884年由Hans Christian Gram引入），它们的质膜外有一层厚厚的肽聚糖，但没有外膜。革兰氏阴性细菌的外膜由脂质双层构成，其中插入复杂的脂多糖和称为孔蛋白的蛋白质，它们为低分子量化合物和离子在外膜上的扩散提供跨膜通道。古菌质膜外的结构因生物而异，但它们也有一层肽聚糖或蛋白质，使其细胞膜具有刚性。
大肠杆菌的细胞质包含大约15000个核糖体，1000种左右不同酶的不同拷贝数（从10到数千），可能有1000种分子量小于1000的有机化合物（代谢物和辅助因子），以及各种无机离子。类核包含单个环状DNA分子，而细胞质（与大多数细菌一样）包含一个或多个较小的环状DNA片段，称为质粒（plasmids）。在自然界中，一些质粒会对环境中的毒素和抗生素产生耐药性。在实验室中，这些DNA片段尤其易于实验操作，是基因工程的有力工具。
其他种类的细菌以及古菌都含有类似的生物大分子集合，但每个物种都有与其环境生态位和营养来源相关的物理和代谢特化。例如，蓝藻有专门的内膜来捕获光能量。许多古细菌生活在极端环境中，并具有生化适应能力，可以在极端温度、压力或盐浓度下生存。核糖体结构的差异首次提示了细菌和古菌构成了不同的领域。大多数细菌（包括大肠杆菌）以单个细胞的形式存在，但也有一些细菌以生物膜或生物垫的形式存在，其中大量的细胞相互粘连，并粘附在水表面以下或水表面的固体基质上。一些细菌种类的细胞（例如myxobacteria）显示出简单的社会行为，根据相邻细胞之间的信号形成多细胞聚集体 。
Principles of Biochemistry
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