prokariontska celica

Biolog

2022

Pojasnimo, kaj je prokariontska celica, njene sestavne dele in njihove funkcije. Tudi kako se razlikuje od evkariontske celice.

Prokariontski organizmi so evolucijsko pred evkarionti.

Kaj je prokariontska celica?

Prokariotske ali prokariontske celice tvorijo žive enocelične organizme, ki pripadajo nadkraljestvu ali imperiju Prokariota ali domenam arhej in bakterij, odvisno od biološke klasifikacije, ki je prednostna.

Glavna značilnost prokariontskih celic je, da nimajo membrane, ki bi mejila celično jedro in namesto tega predstavijo svoje genetski material raztresena v citoplazma, pravkar zbrani na območju, imenovanem nukleoid.

Prokariotski organizmi (pro- pomeni "pred" in karyo ki se nanaša na "jedro") so evolucijsko pred evkarionti, torej tistimi, ki imajo celično jedro. Čeprav so prokariontske celice nastale v zelo oddaljeni preteklosti, to ne pomeni, da so izginile Zemlja. Pravzaprav so najpreprostejše oblike življenja še vedno prokariontski organizmi, kot npr bakterije in loki.

Ta preprostost, ki je značilna za prokariontske organizme, je omogočila njihovo veliko diverzifikacijo, kar pomeni presnove izjemno raznolika (ni enako pri evkariontih) in ogromna raznolikost v smislu prilagajanja različnim okolja, vrste prehrana ali celo celično strukturo.

Mehanizmi prehrane

Prokariontske celice so lahko avtotrofne (tvorijo svoje hrano) ali heterotrofne (prehranjujejo se z organskimi snovmi, ki jih proizvaja drugo živo bitje), tako aerobne (za življenje potrebujejo kisik) kot anaerobne (za življenje ne potrebujejo kisika), kar pomeni več prehranskih mehanizmov:

  • Fotosinteza. Kot rastline, nekateri prokarioti lahko uporabljajo energijo sončna svetloba sintetizirati organski material od anorganski material, tako v prisotnosti kot v odsotnosti kisika. Obstajata dve vrsti fotosinteze: kisikova fotosinteza (ki proizvaja kisik) in anoksigena fotosinteza (ne proizvaja kisika).
  • Kemosinteza. Podoben fotosinteza, celice izvajajo oksidacijo anorganske snovi kot mehanizem za pridobivanje svoje energije in pridobivanje lastne organske snovi za rast. Kemosinteza se od fotosinteze razlikuje po tem, da slednja uporablja sončno svetlobo kot vir energije.
  • Saprofitna prehrana. Temelji na razgradnji organske snovi, ki jo pustijo drugi živa bitja, bodisi ob smrti bodisi kot lastni ostanki hranjenje.
  • Simbiotska prehrana. Nekateri prokarioti se družijo z drugimi živimi bitji, pridobijo svojo organsko snov za obstoj od njih in ustvarjajo vzajemno korist.
  • Parazitska prehrana. Obstajajo prokariontski organizmi (paraziti), ki se prehranjujejo z organsko snovjo drugega večjega (gostitelja ali gostitelja), ki mu pri tem škodijo (čeprav je ne ubijejo neposredno).

Končno je reprodukcija prokariontskih celic lahko dveh vrst: nespolna (po mehanizmu mitoza) ali paraseksualni (posredujejo trije procesi, povezani z izmenjavo in vključevanjem sprememb v genski material: konjugacija, transdukcija in transformacija DNK).

Prokariontske vrste celic

Kokosove bakterije imajo bolj ali manj sferično in enotno obliko.

Prokariontske celice imajo lahko veliko različnih oblik in pogosto celo enake vrste ima lahko spreminjajoče se oblike, kar imenujemo pleomorfizem. Vendar pa je mogoče razlikovati tri glavne vrste morfologije:

  • kokos. Je tipična morfološka vrsta bakterij, ki ima bolj ali manj sferično in enotno obliko. Bakterije se lahko pojavljajo tudi v kokih v skupinah po dva (diplokoki), koki v skupinah po štiri (tetrakoki), koki v verigah (streptokoki) in koki v nepravilnih ali gručastih skupinah (stafilokoki). Na primer: Streptococcus pneumoniae, eden od povzročiteljev bakterijske pljučnice.
  • Bacillus. V obliki palice z zaobljenimi konci vključuje široko paleto bakterij in drugih prostoživečih saprofitskih organizmov. Bacile lahko najdemo tudi v skupinah po dva ali v filamentih. Na primer: Escherichia coli in Clostridium botulinum.
  • Spirilum Vijačne oblike so običajno zelo majhne in segajo od patogenih do avtotrofnih bakterij. Na primer: vrste iz rodu Campylobacter, kot je Campylobacter jejuni, patogen, ki se prenaša s hrano, ki povzroča kampilobakteriozo.
  • Spiroheta. Imajo tudi spiralne oblike, vendar so zelo podolgovate in prožne. Na primer: vrste iz rodu Leptospira, ki povzročajo leptospirozo.
  • Vibrioni So palice v obliki vejice. V to skupino spadajo tiste vrste vibrio, rod proteobakterij, ki so odgovorne za večino nalezljivih bolezni pri človeku in višjih živalih, zlasti tistih, ki so značilne za prebavila. Najbolj znan je Vibrio cholerae, povzročitelj kolere.
  • Različice teh oblik so kokobacili (ovalne) in korineformne bakterije, nepravilni bacili z razmaščenim koncem.

Deli in funkcije prokariontske celice

Prokariotska celica ima naslednje strukture:

  • Plazemska membrana. To je meja, ki ločuje notranjost in zunanjost celica in ki služi kot filter, ki omogoča vstop in/ali izstop iz snovi (kot je vključevanje hranil ali odvajanje odpadkov).
  • Celična stena. Sestavljen je iz močnega in togega sloja, ki je zunaj celične membrane, kar daje celici definirano obliko in dodatno plast zaščite. Prisotnost celične stene je skupna lastnost rastlin, alg in gobe, čeprav je sestava te celične strukture v vsaki od teh skupin organizmov različna.
  • citoplazma. Je zelo fina koloidna snov, ki sestavlja celično "telo" in se nahaja znotraj celice.
  • Nukleoidi. Ne postane jedro, je zelo razpršena regija, ki je del citoplazme, kjer je običajno ena sama krožna molekula DNK, ki je lahko povezana z majhno količino RNA in nehistonski proteini Ta molekula DNK je bistvena za razmnoževanje.
  • ribosomi. So kompleksi beljakovine in koščke RNA, ki omogočajo izražanje in prevajanje Genetske informacijeZ drugimi besedami, sintetizirajo beljakovine, ki jih celica potrebuje v svojih različnih bioloških procesih, kot je določeno v DNK.
  • Prokariontski oddelki. So edinstveni za prokariontske celice. Razlikujejo se glede na vrsto organizma in imajo zelo specifične funkcije v vašem metabolizmu. Nekateri primeri so: klorosomi (potrebni za fotosintezo), karboksisomi (za fiksiranje ogljikov dioksid (CO2), fikobilisomi (molekularni pigmenti za zbiranje sončne svetlobe), magnetosomi (omogočajo orientacijo glede na zemeljsko magnetno polje) itd.

Poleg tega lahko te celice predstavljajo druge strukture, kot so:

  • Flagellum. Je organela v obliki biča, ki se uporablja za mobilizacijo celice kot pogonski rep.
  • Zunanja membrana. Je dodatna celična pregrada, ki je značilna za gram-negativne bakterije.
  • kapsula. Je plast, ki jo tvori polimeri organski, ki se odlaga zunaj celične stene. Ima zaščitno funkcijo in se uporablja tudi kot skladišče hrane in odlagališče odpadkov.
  • Periplazma. Je prostor, ki obdaja citoplazmo in jo ločuje od zunanjih membran, kar omogoča večjo učinkovitost pri različnih vrstah izmenjave energije.
  • plazmidi So oblike nekromosomske DNK, okrogle oblike, ki pri določenih bakterijah spremlja bakterijsko DNK in se samostojno razmnožuje, kar jim daje bistvene lastnosti za večjo prilagodljivost na okolje.

Evkariontska celica

Evkariotske celice se od prokariontskih celic razlikujejo po tem, da imajo v citoplazmi (kjer je večina celične DNK) določeno jedro in po tem, da imajo prisotnost membranskih organelov (ki imajo posebne funkcije znotraj celice, kot so mitohondrije in kloroplasti).

Čeprav se ta razlika morda zdi subtilna, je podlaga za velikansko spremembo v razmnoževanju in drugih vitalnih procesih, ki so privedli do višje ravni celične kompleksnosti, brez katere se večcelična bitja s kompleksno in vrhunsko organizacijo ne bi mogla razviti.

!-- GDPR -->