Kaj so prokariontske celice? Struktura, funkcija in definicija

Bakterije Shigella. KATERYNA KON/ZNANSTVENA FOTOKNJIŽNICA / Getty Images

Prokarionti so enocelični organizmi, ki so najzgodnejše in najbolj primitivne oblike življenja na zemlji. Kot je organizirano v Sistem treh domen , vključujejo prokarionte bakterije in arhejci . Nekateri prokarionti, kot so cianobakterije, so fotosintetski organizmi in so sposobni fotosinteza .

Mnogi prokarionti so ekstremofili in lahko živi in ​​uspeva v različnih vrstah ekstremnih okolij, vključno s hidrotermalnimi vrelci, vročimi vrelci, močvirji, mokrišči ter črevesjem ljudi in živali ( Helicobacter pylori ).

Prokariontske bakterije lahko najdemo skoraj povsod in so delčloveška mikrobiota. Živijo naprej vaša koža , v vašem telesu in naprejvsakdanji predmetiv vašem okolju.

Struktura prokariontske celice

Anatomija in notranja zgradba bakterijske celice. Jack0m/Getty Images

Prokariontske celice niso tako zapletene kot evkariontske celice . Nimajo resnice jedro kot DNK ni v membrani ali ločen od preostale celice, ampak je zvit v predelu citoplazma imenujemo nukleoid.

Prokariontski organizmi imajo različne oblike celic. Večina pogoste oblike bakterij so sferične, paličaste in spiralne.

Z uporabo bakterij kot našega vzorčnega prokarionta, naslednje strukture in organele je mogoče najti v bakterijske celice :

Kapsula:Ta dodatni zunanji ovoj, ki ga najdemo v nekaterih bakterijskih celicah, ščiti celico, ko jo zajamejo drugi organizmi, pomaga pri zadrževanju vlage in pomaga celici, da se oprime površin in hranil. Celične stene:The celične stene je zunanja ovojnica, ki ščiti bakterijsko celico in ji daje obliko. Citoplazma:Citoplazma je gelasta snov, sestavljena predvsem iz vode, ki vsebuje tudi encime, soli, celične komponente in različne organske molekule. Celična membrana ali plazemska membrana:The celična membrana obdaja celično citoplazmo in uravnava pretok snovi v celico in iz nje. Povezano (Pilus ednina): Lasem podobne strukture na površini celice, ki se pritrdijo na druge bakterijske celice. Krajši pili, imenovani fimbrije, pomagajo bakterijam, da se pritrdijo na površine. Flagella: Flagella so dolge, biču podobne izbokline, ki pomagajo pri celičnem gibanju. Ribosomi: Ribosomi so odgovorne celične strukture beljakovine proizvodnja. Plazmidi:Plazmidi so gen -nosilne, krožne strukture DNK, ki niso vključene v razmnoževanje. Nukleoidna regija:Območje citoplazme, ki vsebuje eno samo molekulo bakterijske DNA.

Prokariontske celice nimajo organelov, ki jih najdemo v evkariontskih celicah, kot npr mitohondrije , endoplazmatski retikulusi , in Golgijevi kompleksi . Glede na Endosimbiotska teorija , naj bi se evkariontski organeli razvili iz prokariontskih celic, ki živijo v endosimbiotičnih odnosih med seboj.

Všeč mi je rastlinske celice , bakterije imajo celično steno. Nekatere bakterije imajo tudi plast polisaharidne kapsule, ki obdaja celično steno. To je plast, kjer bakterije proizvajajo biofilm, sluzasto snov, ki pomaga bakterijskim kolonijam, da se prilepijo na površine in drug na drugega za zaščito pred antibiotiki, kemikalijami in drugimi nevarnimi snovmi.

Podobno kot rastline in alge imajo tudi nekateri prokarionti fotosintetske pigmente. Ti pigmenti, ki absorbirajo svetlobo, omogočajo fotosintetskim bakterijam pridobivanje hrane iz svetlobe.

Binarna fisija

Bakterija E. coli je podvržena binarni cepitvi. Celična stena se deli, kar povzroči nastanek dveh celic. Janice Carr/CDC

Večina prokariontov se razmnožuje nespolno s postopkom, imenovanim binarna fisija. Med binarno cepitvijo se posamezna molekula DNK podvoji in prvotna celica se razdeli na dve enaki celici.

Koraki binarne fisije

• Binarna cepitev se začne z replikacija DNK ene same molekule DNK. Obe kopiji DNK se pritrdita na celično membrano.
• Nato začne celična membrana rasti med obema molekulama DNA. Ko bakterija skoraj podvoji prvotno velikost, se začne celična membrana stiskati navznoter.
• Nato se med dvema molekulama DNK oblikuje celična stena, ki prvotno celico deli na dve enaki hčerinske celice .

čepravE. coliin druge bakterije, ki se najpogosteje razmnožujejo z binarno cepitvijo, ta način razmnoževanja ne proizvaja genetske variacije znotraj organizma.

Prokariontska rekombinacija

Lažno barvni prenosni elektronski mikrograf (TEM) bakterije Escherichia coli (spodaj desno) v konjugaciji z dvema drugima bakterijama E.coli. Cevke, ki povezujejo bakterije, so pili, ki se uporabljajo za prenos genskega materiala med bakterijami. DR L. CARO/Science Photo Library/Getty Images

Genetske variacije znotraj prokariontskih organizmov se dosežejo z rekombinacija . Pri rekombinaciji se geni iz enega prokarionta vključijo v genom drugega prokarionta.

Rekombinacija se izvede v razmnoževanje bakterij s procesi konjugacije, transformacije ali transdukcije.

• Pri konjugaciji se bakterije povežejo skozi strukturo beljakovinske cevi, imenovano pilus. Geni se prenašajo med bakterijami skozi pilus.
• Pri transformaciji bakterije prevzamejo DNK iz okolice. DNK se prenaša skozi membrano bakterijske celice in se vključi v DNK bakterijske celice.
• Transdukcija vključuje izmenjavo bakterijske DNK z virusno okužbo. Bakteriofagi , virusi, ki okužijo bakterije , prenašajo bakterijsko DNK iz predhodno okuženih bakterij na vse dodatne bakterije, ki jih okužijo.