Czym są komórki prokariotyczne? Struktura, funkcja i definicja

Bakterie Shigella. KATERYNA KON/SCIENCE PHOTO LIBRARY / Getty Images

Prokariota to organizmy jednokomórkowe, które są najwcześniejszymi i najbardziej prymitywnymi formami życia na Ziemi. Jak zorganizowano w System trzech domen , prokariota obejmują bakteria oraz archeowcy . Niektóre prokariota, takie jak cyjanobakterie, są organizmy fotosyntetyczne i są w stanie fotosynteza .

Wiele prokariotów jest ekstremofile i może żyć i rozwijać się w różnego rodzaju ekstremalnych środowiskach, w tym kominach hydrotermalnych, gorących źródłach, bagnach, terenach podmokłych oraz wnętrznościach ludzi i zwierząt ( Helicobacter pylori ).

Bakterie prokariotyczne można znaleźć prawie wszędzie i są częściąludzka mikrobiota. Żyją dalej Twoja skóra , w twoim ciele i dalejprzedmioty codziennego użytkuw Twoim środowisku.

Struktura komórki prokariotycznej

Anatomia i struktura wewnętrzna komórki bakteryjnej. Jack0m/Getty Obrazy

Komórki prokariotyczne nie są tak złożone jak komórki eukariotyczne . Nie mają prawdy jądro jak DNA nie jest zawarty w błonie ani oddzielony od reszty komórki, ale jest zwinięty w obszarze cytoplazma zwany nukleoidem.

Organizmy prokariotyczne mają różne kształty komórek. Najbardziej typowe kształty bakterii są kuliste, w kształcie pręta i spiralne.

Wykorzystując bakterie jako nasz prokariota próbki, następujące struktury i organelle może być znaleziony w komórki bakteryjne :

Kapsuła:Ta dodatkowa zewnętrzna powłoka, występująca w niektórych komórkach bakteryjnych, chroni komórkę, gdy jest pochłonięta przez inne organizmy, pomaga w utrzymaniu wilgoci i pomaga komórce przylegać do powierzchni i składników odżywczych. Ściana komórkowa:The Ściana komórkowa to zewnętrzna powłoka, która chroni komórkę bakteryjną i nadaje jej kształt. Cytoplazma:Cytoplazma to substancja podobna do żelu, składająca się głównie z wody, która zawiera również enzymy, sole, składniki komórkowe i różne cząsteczki organiczne. Błona komórkowa lub błona osocza:The Błona komórkowa otacza cytoplazmę komórki i reguluje przepływ substancji do iz komórki. Związane z (Pilus l.poj.): Struktury przypominające włosy na powierzchni komórki, które przyczepiają się do innych komórek bakteryjnych. Krótsze pilusy zwane fimbriami pomagają bakteriom przyczepiać się do powierzchni. Wici: Wici to długie, przypominające bicz występy, które pomagają w poruszaniu się komórek. Rybosomy: Rybosomy czy struktury komórkowe są odpowiedzialne za? białko produkcja. Plazmidy:Plazmidy są gen - niosące koliste struktury DNA, które nie biorą udziału w reprodukcji. Region nukleoidów:Obszar cytoplazmy zawierający pojedynczą cząsteczkę bakteryjnego DNA.

Komórki prokariotyczne nie mają organelli znajdujących się w komórkach eukariotycznych, takich jak mitochondria , siateczka endoplazmatyczna , oraz Kompleksy Golgiego . Według Teoria endosymbiotyczna , uważa się, że organelle eukariotyczne wyewoluowały z komórek prokariotycznych żyjących ze sobą w związkach endosymbiotycznych.

Tak jak komórki roślinne , bakterie mają ścianę komórkową. Niektóre bakterie mają również warstwę otoczki polisacharydowej otaczającej ścianę komórkową. Jest to warstwa, w której bakterie wytwarzają biofilm, śluzowatą substancję, która pomaga koloniom bakterii przylegać do powierzchni i do siebie nawzajem w celu ochrony przed antybiotykami, chemikaliami i innymi niebezpiecznymi substancjami.

Podobnie jak rośliny i glony, niektóre prokarionty mają również pigmenty fotosyntetyczne. Te absorbujące światło pigmenty umożliwiają fotosyntetycznym bakteriom uzyskiwanie pożywienia ze światła.

Binarne rozczepienie

Bakterie E. coli podlegające rozszczepieniu binarnemu. Ściana komórkowa dzieli się, w wyniku czego powstają dwie komórki. Janice Carr/CDC

Większość prokariontów rozmnaża się bezpłciowo w procesie zwanym rozszczepieniem binarnym. Podczas rozszczepienia binarnego pojedyncza cząsteczka DNA replikuje się, a oryginalna komórka dzieli się na dwie identyczne komórki.

Kroki rozszczepienia binarnego

• Rozszczepienie binarne zaczyna się od replikacja DNA pojedynczej cząsteczki DNA. Obie kopie DNA przyczepiają się do błony komórkowej.
• Następnie błona komórkowa zaczyna rosnąć pomiędzy dwiema cząsteczkami DNA. Gdy bakteria prawie podwoi swój pierwotny rozmiar, błona komórkowa zaczyna zaciskać się do wewnątrz.
• Następnie między dwiema cząsteczkami DNA, dzieląc oryginalną komórkę na dwie identyczne, tworzy się ściana komórkowa komórki potomne .

Mimo żeE colii inne bakterie najczęściej rozmnażają się przez rozszczepienie binarne, ten tryb reprodukcji nie wytwarza wariacja genetyczna w organizmie.

Rekombinacja prokariotyczna

Mikrofotografia z transmisyjnego mikroskopu elektronowego (TEM) bakterii Escherichia coli (na dole po prawej) sprzężonej z dwiema innymi bakteriami E.coli. Rurki łączące bakterie to pili, które służą do przenoszenia materiału genetycznego między bakteriami. DR L. CARO/Naukowa biblioteka zdjęć/Getty Images

Zmienność genetyczna w organizmach prokariotycznych osiągana jest poprzez: rekombinacja . Podczas rekombinacji geny jednego prokarionta są włączane do genomu innego prokarionta.

Rekombinacja odbywa się w rozmnażanie bakterii przez procesy koniugacji, transformacji lub transdukcji.

• W koniugacji bakterie łączą się przez strukturę rurki białkowej zwaną pilusem. Geny są przenoszone między bakteriami przez pilus.
• Podczas transformacji bakterie pobierają DNA z otaczającego ich środowiska. DNA jest transportowane przez błonę komórkową bakterii i włączane do DNA komórki bakteryjnej.
• Transdukcja obejmuje wymianę bakteryjnego DNA poprzez infekcję wirusową. Bakteriofagi , wirusy, które infekują bakteria , przenieś bakteryjny DNA z wcześniej zakażonych bakterii na wszelkie dodatkowe bakterie, które zakażają.