6.14: 比较线粒体、叶绿体和原核生物基因组

今天的线粒体和叶绿体基因组保留了其祖先原核生物的一些特征，并且在真核细胞内的进化过程中也获得了新的属性。与原核基因组一样，线粒体和叶绿体基因组既不与组蛋白样蛋白结合，也不表现出复杂的包装成染色体样结构，就像在真核生物中观察到的那样。与在真核细胞中观察到的有丝分裂细胞分裂不同，线粒体和叶绿体经历二元裂变，并像在原核生物中观察到的那样将其 DNA 平等地分离到子细胞器中。此外，线粒体和叶绿体中的核糖体都对抗菌抗生素敏感。

原核基因组有数百万个碱基对和数千个基因;线粒体和叶绿体基因组，除了少数植物外，要小得多，碱基对的数量在数千个，有几百个基因。基因组大小的这种差异是因为，在进化过程中，原始线粒体和叶绿体基因组的重要部分被输出到细胞核。这种基因的输出使它们依赖于核基因组来供应其生物发生所需的一些蛋白质。

动植物所采取的不同进化路径导致动物线粒体与植物线粒体和叶绿体基因组之间存在显著差异。动物线粒体基因组比植物线粒体和叶绿体基因组小。此外，与大多数原核基因组类似，动物线粒体基因组不携带任何内含子。然而，内含子存在于植物线粒体和叶绿体的基因组中。与线粒体基因组相比，叶绿体基因组的大小和结构变化较小，并且包含的基因也更多。例如，拟南芥叶绿体基因组中存在的基因数量几乎是其线粒体基因组中存在的基因的两倍。 此外，叶绿体基因组比线粒体基因组更类似于它们的原核对应物，因为它们在调节序列和许多基因簇的排列上相似。