Značilnosti celic PROCARIOTA: strukturne in funkcionalne

The prokarionti so nabor organizmov, ki vključujejo bakterije ali eubakterije in oboki oarcheas. Skupaj so vseprisotni organizmi (povsod so). Najdemo jih v vseh vrstah okolij, od kislega želodčnega okolja do podvodnih vročih vrelcev. Njegova struktura je zelo preprosta in majhna. Čeprav arheje in bakterije med seboj povzročajo pomembne razlike, imajo vrsto skupnih značilnosti, značilnih za vse prokariontske organizme.

V tej lekciji UČITELJA pojasnjujemo, kaj značilnosti prokariontskih celic na strukturni in na funkcionalni ravni.

Prokariontski organizmi so enocelični organizmi s preprosto strukturo, spodaj bomo videli, katere so glavne strukturne značilnosti prokariontske celice.

• Majhne celice, med 1 in 15 μm pri arhejah in 1 do 30 μm pri bakterijah.
• Nerazdeljene celice, to pomeni, da ni notranje delitve na predelke, ki so omejeni z membranami. Edina membrana v prokariontskih celicah je plazemska membrana.

To pomeni, da so nekatere značilnosti prokariontskih celic:

1. Nimajo jedra: Kot že ime pove, prokariontskim celicam primanjkuje jedra. Njegov genski material je potopljen v celično plazmo.
   instagram story viewer
2. Nimajo membranskih organelov, kar pomeni, da se vse biološke funkcije celice odvijajo v enem prostoru citoplazme. Vendar plazemska membrana teh organizmov predstavlja gube, ki prodrejo v citoplazmo in to vsebujejo encime, ki uravnavajo nekatere presnovne procese, kot sta sinteza ATP ali fotosinteza v bakterijah fotosintetski. Te invaginacije celične membrane se imenujejo mezozomi.

Na ravni plazemske membrane obstajajo razlike med arhejami in bakterijami, imajo različno lipidno sestavo. Arheje imajo v lipidih vezi, podobne etru, ki tvorijo plazemsko membrano, in ne estro podobne vezi, kakršne najdemo v bakterijah in evkariontskih celicah. V primeru nekaterih arhej je plazemska membrana sestavljena iz ene same lipidne plasti.

Preprosta struktura kromosomov

V prokariontskih celicah so vse potrebne informacije za življenje v eni molekuli Gola, dvoverižna in krožna DNA, zaprta s kovalentno vezjo, ki se imenuje bakterijski kromosom. Številni prokarionti imajo poleg genetskih informacij, ki jih vsebujejo omenjeni kromosomi, zunajkromosomski genski material, tudi v molekulah dvoverižne in krožne DNA, ki vsebuje genetske informacije, ki v pogojih niso bistvene za rast organizma normalno.

Te zunajkromosomske strukture DNA se imenujejo plazmidi. Plazmidi so majhne molekule, ki vsebujejo le nekaj genov, ki jih imajo sposobnost razmnožujejo se neodvisno od bakterijskega kromosoma in se lahko prenašajo med različnimi organizmi prokarionti. Plazmidi igrajo pomembno vlogo pri pridobivanju odpornosti bakterij na antibiotike. Vsaka prokariontska celica običajno proizvede veliko kopij plazmida, medtem ko proizvede eno kopijo svojega kromosoma.

• Enocelični organizmi: Prokarionti so vedno enocelični organizmi, to je posledica strukturne preprostosti prokariontske celice, ki preprečuje pojav večceličnih organizmov. Njegova stopnja strukturiranosti ne dopušča pojava mehanizmov koordinacije in videza celic, specializiranih za določene funkcije; kot v primeru evkariontske celice.
• Prisotnost celične stene: Vsi prokariontski organizmi imajo zunanjo oblogo, ki ščiti plazemsko membrano: celično steno. Je toga struktura, ki oblikuje mikroorganizem. Razlike so v sestavi in ​​strukturi celične stene bakterij in arhejev. V primeru arhej celična stena ne vsebuje peptidoglikanov kot pri bakterijah, temveč molekule podobne sestave, imenovane psevdopeptidoglikani. Poleg tega lahko celična stena arhej vsebuje tudi glikoproteine ​​ali beljakovine. Obstaja rod arhea, ki nima celične stene: Termoplazma
• Prisotnost kapsule v mnogih primerih: Čeprav kapsula ni prisotna v vseh prokariontskih organizmih, je kapsula prisotna v večini. Sestavljen je iz plasti zunaj celične stene želatinaste konsistence, ki jo tvorijo beljakovine, glikoproteini in voda; in to omogoča, da se prokarionti držijo substrata in tvorijo kolonije z združevanjem več posameznikov.
• Odsotnost citoskeleta: Prokariontske celice nimajo citoskeleta (citoplazemska struktura, sestavljena iz mikrotubulov), struktura, odgovorna za oblikovanje teh organizmov, pa je njihova celična stena.
• Prisotnost ribosomov: Edini organeli, prisotni v prokariontih, so ribosomi. Ribosomi so nemembranski organeli, sestavljeni iz dveh podenot, ki jih sestavljata RNA in beljakovine. So organele, ki so odgovorne za sintezo beljakovin iz informacij, ki jih vsebujejo molekule prenosne RNA. Ribosomska RNA arhej in bakterij ima popolnoma drugačno sestavo in je ena izmed njih filogenetska merila, ki omogočajo razlikovanje teh dveh organizmov v ločeni domeni prokarionti.

Še naprej poznamo značilnosti prokariontskih celic, da se osredotočimo na njihovo funkcijo. The prokariontski organizmi imajo številne funkcionalne značilnosti, ki razlaga njegovo enostavnost kolonizacije vsa okolja in se hitro prilagodijo spremembam. Glavne funkcionalne značilnosti prokariontov so naslednje:

Presnovna raznolikost

Izjemna prilagodljivost prokariontov je odvisna od izjemne prilagodljivosti njihovega genoma (nabora genov, ki vsebuje genske informacije o organizmu). Prokariontski organizmi lahko podvajajo, brišejo ali spreminjajo svoje gene. To pomeni, da predstavljajo stopnjo zelo visoka mutacija.

Poleg te velike mutacijske sposobnosti imajo prokarionti sposobnost izmenjave genskega materiala z drugimi mikroorganizmi, ki so prisotni v njihovem okolju, v postopku, imenovanem horizontalni prenos genov.

Horizontalni prenos genov je v primeru arhej še posebej pomemben mehanizem. Horizontalni prenos genov omogoča, da prokarionti pridobijo prilagoditve na okolje, prisotno v drugih mikroorganizmih, kar jim omogoča hitro kolonizacijo novih okolij. Ta horizontalni mehanizem za prenos genov je močan prevladujoča sila v evoluciji prokariontov in bi razložil na primer hiter pojav odpornosti na antibiotike pri bakterijah in zlasti pri arhejah.

Spolno in paraseksualno razmnoževanje

Nespolno razmnoževanje: Prokarionti se razmnožujejo z nespolnim razmnoževanjem.

• Razdelitev ali razmnoževanje s celično cepitvijo: gre za najpreprostejšo vrsto razmnoževanja, pri kateri se posameznik (celica) deli in tako nastane dve celici ali posamezniki. Zaporedna delitev z dvorazdelitvijo povzroči nastanek kolonij klonskih organizmov (z enakimi genetskimi informacijami).
• Sporulacija: ta vrsta nespolnega razmnoževanja pomeni nastanek endospor (oblik odpornosti) kot odziv na neugodne okoljske razmere. Pojavi se le pri nekaterih bakterijah, pri arhejah pa ne.

Paraseksualno razmnoževanje: Genetska rekombinacija v prokariontih. Paraseksualno razmnoževanje je tisto, pri katerem si dva organizma izmenjata genetske informacije ali pridobita nove genetske informacije od drugega posameznika. Ti mehanizmi zagotavljajo gensko raznolikost prokariontskim organizmom, saj zahvaljujoč njihovi rekombinaciji genetske informacije in omogoča, skupaj z visoko stopnjo mutacije, pojav novih različic vrst organizmov prokarionti.

Obstajajo različni mehanizmi genetske rekombinacije pri prokariontih.

• Preoblikovanje: gre za postopek, s katerim je prokariontski organizem sposoben vključiti eksogeno DNA, ki prihaja iz drugih prokariontskih organizmov in je prost v okolju.
• Transdukcija: Gre za prehod genskega materiala od enega posameznika do drugega skozi bakteriofag (virus, ki okuži bakterije).
• Veznik: Sestavljen je iz enosmerne izmenjave genskega materiala od posameznika darovalca do posameznika prejemnika z neposrednim stikom med njimi. Plazmidi so elementi, ki jih ta mehanizem najpogosteje prenaša.

Hitra rast

Večina prokariontskih organizmov se zelo hitro razmnožuje, torej čas, ki je pretekel čas generacije (čas od rojstva ene generacije do rojstva naslednje) je zelo kratko. Povprečni čas generacije bakterije je 20 minut. Visoka rast omogoča hitro kolonizacijo novih okolij.