Hva er prokaryote celler? Struktur, funksjon og definisjon

Shigella-bakterier. KATERYNA KON/SCIENCE PHOTO LIBRARY / Getty Images

Prokaryoter er encellede organismer som er de tidligste og mest primitive livsformene på jorden. Som organisert i System med tre domener , inkluderer prokaryoter bakterie og arkaere . Noen prokaryoter, for eksempel cyanobakterier, er det fotosyntetiske organismer og er i stand til fotosyntese .

Mange prokaryoter er det ekstremofile og kan leve og trives i ulike typer ekstreme miljøer, inkludert hydrotermiske ventiler, varme kilder, sumper, våtmarker og tarmene til mennesker og dyr ( Helicobacter pylori ).

Prokaryote bakterier kan finnes nesten hvor som helst og er en del avmenneskelig mikrobiota. De lever videre huden din , i kroppen din og viderehverdagslige gjenstanderi ditt miljø.

Prokaryot cellestruktur

Bakteriecelleanatomi og indre struktur. Jack0m/Getty Images

Prokaryote celler er ikke så komplekse som eukaryote celler . De har ingen sannhet cellekjernen som DNA er ikke inneholdt i en membran eller atskilt fra resten av cellen, men er kveilet opp i et område av cytoplasma kalt nukleoiden.

Prokaryote organismer har varierende celleformer. Det meste vanlige bakterieformer er sfæriske, stavformede og spiralformede.

Ved å bruke bakterier som vår prøveprokaryote, følgende strukturer og organeller finnes i bakterieceller :

Kapsel:Finnes i noen bakterieceller, beskytter dette ekstra ytre dekselet cellen når den blir oppslukt av andre organismer, hjelper til med å holde på fuktighet og hjelper cellen med å feste seg til overflater og næringsstoffer. Celleveggen:De celleveggen er et ytre dekke som beskytter bakteriecellen og gir den form. Cytoplasma:Cytoplasma er et gellignende stoff som hovedsakelig består av vann som også inneholder enzymer, salter, cellekomponenter og ulike organiske molekyler. Cellemembran eller plasmamembran:De cellemembran omgir cellens cytoplasma og regulerer flyten av stoffer inn og ut av cellen. I slekt (Pilus entall): Hårlignende strukturer på overflaten av cellen som fester seg til andre bakterieceller. Kortere pili kalt fimbriae hjelper bakterier med å feste seg til overflater. Flagella: Flagella er lange, pisklignende fremspring som hjelper til med mobilbevegelse. Ribosomer: Ribosomer er cellestrukturer ansvarlige for protein produksjon. Plasmider:Plasmider er genet -bærende, sirkulære DNA-strukturer som ikke er involvert i reproduksjon. Nukleoidregion:Område av cytoplasmaet som inneholder det enkelt bakterielle DNA-molekylet.

Prokaryote celler mangler organeller som finnes i eukaryote celler som f.eks mitokondrier , endoplasmatiske retikuler , og Golgi-komplekser . Ifølge Endosymbiotisk teori , antas eukaryote organeller å ha utviklet seg fra prokaryote celler som lever i endosymbiotiske forhold med hverandre.

Som planteceller , bakterier har en cellevegg. Noen bakterier har også et polysakkaridkapsellag som omgir celleveggen. Dette er laget der bakterier produserer biofilm, et slimete stoff som hjelper bakteriekolonier med å feste seg til overflater og til hverandre for beskyttelse mot antibiotika, kjemikalier og andre farlige stoffer.

I likhet med planter og alger har noen prokaryoter også fotosyntetiske pigmenter. Disse lysabsorberende pigmentene gjør det mulig for fotosyntetiske bakterier å få næring fra lys.

Binær fisjon

E. coli-bakterier som gjennomgår binær fisjon. Celleveggen deler seg, noe som resulterer i dannelsen av to celler. Janice Carr/CDC

De fleste prokaryoter formerer seg aseksuelt gjennom en prosess som kalles binær fisjon. Under binær fisjon replikerer det enkelte DNA-molekylet og den opprinnelige cellen deles inn i to identiske celler.

Trinn av binær fisjon

• Binær fisjon begynner med DNA-replikasjon av det enkelte DNA-molekylet. Begge kopiene av DNA fester seg til cellemembranen.
• Deretter begynner cellemembranen å vokse mellom de to DNA-molekylene. Når bakterien omtrent dobler sin opprinnelige størrelse, begynner cellemembranen å klemme innover.
• En cellevegg dannes da mellom de to DNA-molekylene som deler den opprinnelige cellen i to identiske datterceller .

Selv omE coliog andre bakterier som oftest reproduserer ved binær fisjon, produserer ikke denne reproduksjonsmåten genetisk variasjon inne i organismen.

Prokaryotisk rekombinasjon

Transmisjonselektronmikrograf i falske farger (TEM) av en Escherichia coli-bakterie (nederst til høyre) konjugert med to andre E.coli-bakterier. Rørene som forbinder bakteriene er pili, som brukes til å overføre genetisk materiale mellom bakterier. DR L. CARO/Science Photo Library/Getty Images

Genetisk variasjon innen prokaryote organismer oppnås gjennom rekombinasjon . Ved rekombinasjon blir gener fra en prokaryot inkorporert i genomet til en annen prokaryot.

Rekombinasjon er utført i bakteriell reproduksjon ved prosessene med konjugering, transformasjon eller transduksjon.

• I konjugering kobles bakterier sammen gjennom en proteinrørstruktur kalt pilus. Gener overføres mellom bakterier gjennom pilus.
• Ved transformasjon tar bakterier opp DNA fra omgivelsene. DNAet transporteres over bakteriecellemembranen og inkorporeres i bakteriecellens DNA.
• Transduksjon innebærer utveksling av bakteriell DNA gjennom virusinfeksjon. Bakteriofager , virus som infiserer bakterie , overføre bakteriell DNA fra tidligere infiserte bakterier til eventuelle ekstra bakterier som de infiserer.