ลักษณะของเซลล์ PROCARIOTE: โครงสร้างและหน้าที่

โปรคาริโอต เป็นชุดของสิ่งมีชีวิตที่ประกอบด้วย แบคทีเรีย หรือยูแบคทีเรียและ ซุ้มประตู ต้นโอ๊ก พวกมันรวมกันเป็นสิ่งมีชีวิตที่แพร่หลาย (มีอยู่ทุกหนทุกแห่ง) สามารถพบได้ในทุกสภาพแวดล้อมตั้งแต่สภาพแวดล้อมที่เป็นกรดของกระเพาะอาหารไปจนถึงน้ำพุร้อนใต้น้ำ โครงสร้างเรียบง่ายมากและมีขนาดเล็ก แม้ว่าอาร์คีและแบคทีเรียจะมีความแตกต่างที่สำคัญระหว่างพวกมัน แต่ก็มีลักษณะทั่วไปหลายอย่างตามแบบฉบับของสิ่งมีชีวิตโปรคาริโอตทั้งหมด

ในบทเรียนนี้จากครู เราจะอธิบายว่า ลักษณะเฉพาะของเซลล์โปรคาริโอต ในระดับโครงสร้างและระดับการใช้งาน

โปรคาริโอตเป็นสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวที่มีโครงสร้างง่าย ๆ ด้านล่างเราจะดูว่าลักษณะโครงสร้างหลักของสิ่งมีชีวิตคืออะไร เซลล์โปรคาริโอต.

• เซลล์ขนาดเล็กระหว่าง 1 ถึง 15 µm ในกรณีของอาร์เคีย และ 1 ถึง 30 µm ในกรณีของแบคทีเรีย
• เซลล์ที่ไม่แบ่งส่วนนั่นคือไม่มีการแบ่งส่วนภายในออกเป็นช่องที่จำกัดโดยเยื่อหุ้ม เมมเบรนชนิดเดียวในเซลล์โปรคาริโอตคือพลาสมาเมมเบรน

ซึ่งหมายความว่าลักษณะบางอย่างของเซลล์โปรคาริโอตคือ:

1. พวกมันไม่มีนิวเคลียส: ตามชื่อที่แนะนำ เซลล์โปรคาริโอตขาดนิวเคลียส สารพันธุกรรมของมันถูกแช่อยู่ในไซโตพลาสซึมของเซลล์
instagram story viewer
2. พวกมันไม่มีออร์แกเนลล์ที่เป็นเยื่อหุ้มซึ่งหมายความว่าหน้าที่ทางชีววิทยาทั้งหมดของเซลล์เกิดขึ้นในพื้นที่เดียวของไซโตพลาสซึม อย่างไรก็ตาม พลาสมาเมมเบรนของสิ่งมีชีวิตเหล่านี้มีรอยพับที่เจาะเข้าไปในไซโตพลาสซึมและนั่น มีเอ็นไซม์ที่ควบคุมกระบวนการเผาผลาญบางอย่าง เช่น การสังเคราะห์ ATP หรือการสังเคราะห์ด้วยแสงในแบคทีเรีย สังเคราะห์แสง การบุกรุกของเยื่อหุ้มเซลล์เหล่านี้เรียกว่า เมโซโซม.

ที่ระดับของเมมเบรนในพลาสมา อาร์เคียและแบคทีเรียมีความแตกต่างกัน พวกมันมีองค์ประกอบของไขมันที่แตกต่างกัน อาร์เคียมีพันธะคล้ายอีเธอร์ในไขมันที่ประกอบขึ้นเป็นเยื่อหุ้มพลาสมา แทนที่จะเป็นพันธะคล้ายเอสเทอร์เช่นเดียวกับที่พบในแบคทีเรียและเซลล์ยูคาริโอต ในกรณีของ archeas บางตัว พลาสมาเมมเบรนประกอบด้วยชั้นไขมันเดี่ยว

โครงสร้างโครโมโซมอย่างง่าย

ในเซลล์โปรคาริโอต ข้อมูลทั้งหมดที่จำเป็นสำหรับชีวิตมีอยู่ในโมเลกุลเดียวของ DNA เปลือย เกลียวคู่ และวงกลม circular, ปิดด้วยพันธะโควาเลนต์ซึ่งเรียกว่า โครโมโซมของแบคทีเรีย. นอกจากข้อมูลทางพันธุกรรมที่มีอยู่ในโครโมโซมดังกล่าวแล้ว โปรคาริโอตจำนวนมากยังมีสารพันธุกรรมนอกโครโมโซม รวมทั้งในโมเลกุลด้วย ของ DNA แบบสองสายและแบบวงกลมที่มีข้อมูลทางพันธุกรรมที่ไม่จำเป็นสำหรับการเจริญเติบโตของสิ่งมีชีวิตภายใต้สภาวะ ปกติ.

โครงสร้าง DNA extrachromosomal เหล่านี้เรียกว่า พลาสมิด. พลาสมิดเป็นโมเลกุลขนาดเล็กที่มียีนเพียงไม่กี่ยีน มีคุณสมบัติในการ เกิดซ้ำโดยอิสระจากโครโมโซมของแบคทีเรีย และสามารถถ่ายทอดระหว่างสิ่งมีชีวิตต่างๆ ได้ โปรคาริโอต พลาสมิดมีบทบาทสำคัญในการได้มาซึ่งการดื้อยาปฏิชีวนะจากแบคทีเรีย เซลล์โปรคาริโอตแต่ละเซลล์มักจะสร้างพลาสมิดจำนวนมากในขณะที่สร้างโครโมโซมเพียงชุดเดียว

• สิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว: โปรคาริโอตเป็นสิ่งมีชีวิตที่มีเซลล์เดียวเสมอ เนื่องจากโครงสร้างที่เรียบง่ายของเซลล์โปรคาริโอตที่ป้องกันการปรากฏตัวของสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ ระดับของการจัดโครงสร้างไม่อนุญาตให้กลไกการประสานงานปรากฏขึ้นและการปรากฏตัวของเซลล์ที่เชี่ยวชาญในหน้าที่บางอย่าง เช่นเดียวกับในกรณีของเซลล์ยูคาริโอต
• การปรากฏตัวของผนังเซลล์: สิ่งมีชีวิตโปรคาริโอตทั้งหมดมีเปลือกนอกที่ปกป้องเยื่อหุ้มพลาสมา: ผนังเซลล์ เป็นโครงสร้างแข็งที่มีรูปร่างของจุลินทรีย์ องค์ประกอบและโครงสร้างของผนังเซลล์ของแบคทีเรียและอาร์เคียมีความแตกต่างกัน ในกรณีของ archeas ผนังเซลล์ไม่มี peptidoglycans เช่นเดียวกับแบคทีเรีย แต่มีโมเลกุลที่มีองค์ประกอบคล้ายคลึงกันที่เรียกว่า pseudopeptidoglycans นอกจากนี้ ผนังเซลล์ของอาร์คีอัสยังสามารถประกอบด้วยไกลโคโปรตีนหรือโปรตีน มีสกุลของอาร์เคียที่ไม่มีผนังเซลล์: เทอร์โมพลาสมา
• การปรากฏตัวของแคปซูลในหลาย ๆ กรณี: แม้ว่าจะไม่ใช่โครงสร้างที่มีอยู่ในสิ่งมีชีวิตโปรคาริโอตทั้งหมด แต่แคปซูลก็มีอยู่ในส่วนใหญ่ ประกอบด้วยชั้นนอกของผนังเซลล์ที่มีความคงตัวของเจลาตินซึ่งเกิดจากโปรตีน ไกลโคโปรตีนและน้ำ และนั่นทำให้โปรคาริโอตเกาะติดกับซับสเตรตและสร้างโคโลนีผ่านการรวมตัวกันของบุคคลหลาย ๆ คน
• ไม่มีโครงร่างโครงร่าง: เซลล์โปรคาริโอตไม่มีโครงร่างโครงร่าง (โครงสร้างไซโตพลาสซึมที่ประกอบด้วยไมโครทูบูล) และโครงสร้างที่รับผิดชอบในการสร้างสิ่งมีชีวิตเหล่านี้คือผนังเซลล์
• การปรากฏตัวของไรโบโซม: ออร์แกเนลล์เดียวที่มีอยู่ในโปรคาริโอตคือไรโบโซม ไรโบโซมเป็นออร์แกเนลล์ที่ไม่มีเยื่อหุ้มซึ่งประกอบด้วยสองหน่วยย่อยที่ประกอบด้วย RNA และโปรตีน พวกมันคือออร์แกเนลล์ที่มีหน้าที่ในการสังเคราะห์โปรตีนจากข้อมูลที่มีอยู่ในโมเลกุล RNA ของผู้ส่งสาร ไรโบโซมอาร์เอ็นเอของอาร์เคียและแบคทีเรียมีองค์ประกอบที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิงและเป็นหนึ่งใน เกณฑ์วิวัฒนาการที่อนุญาตให้แยกความแตกต่างของสิ่งมีชีวิตทั้งสองออกเป็นโดเมนที่แยกจากกัน โปรคาริโอต

เรายังคงทราบถึงลักษณะของเซลล์โปรคาริโอตเพื่อเน้นที่หน้าที่ของพวกมันต่อไป สิ่งมีชีวิตโปรคาริโอต มีลักษณะการทำงานหลายอย่างที่ อธิบายความง่ายในการตั้งอาณานิคม ทุกสภาพแวดล้อมและปรับให้เข้ากับการเปลี่ยนแปลงได้อย่างรวดเร็ว ลักษณะการทำงานหลักของโปรคาริโอตมีดังต่อไปนี้:

ความหลากหลายของการเผาผลาญ

ความสามารถในการปรับตัวที่รุนแรงของโปรคาริโอตถูกกำหนดโดยความยืดหยุ่นสูงสุดของจีโนม (ชุดของยีนที่มีข้อมูลทางพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิต) สิ่งมีชีวิตโปรคาริโอตมีความสามารถในการทำสำเนา ลบ หรือเปลี่ยนแปลงยีนของพวกมัน นั่นคือพวกเขานำเสนออัตราของ การกลายพันธุ์สูงมาก.

นอกเหนือจากความสามารถในการกลายพันธุ์ที่สูงนี้ โปรคาริโอตยังมีความสามารถในการแลกเปลี่ยนสารพันธุกรรมกับจุลินทรีย์อื่น ๆ ที่มีอยู่ในสิ่งแวดล้อมในกระบวนการที่เรียกว่า การถ่ายโอนยีนในแนวนอน.

การถ่ายโอนยีนในแนวนอนเป็นกลไกที่สำคัญอย่างยิ่งในกรณีของ archeas การถ่ายโอนยีนในแนวนอนช่วยให้โปรคาริโอตได้รับการดัดแปลงให้เข้ากับสภาพแวดล้อมที่มีอยู่ในจุลินทรีย์อื่น ๆ ซึ่งช่วยให้พวกมันตั้งรกรากในสภาพแวดล้อมใหม่ได้อย่างรวดเร็ว กลไกการถ่ายโอนยีนในแนวนอนนี้ถือเป็นกลไกที่มีประสิทธิภาพ พลังที่โดดเด่นในการวิวัฒนาการของโปรคาริโอต และมันจะอธิบาย ตัวอย่างเช่น ลักษณะที่ปรากฏอย่างรวดเร็วของความต้านทานต่อยาปฏิชีวนะในแบคทีเรีย และโดยเฉพาะอย่างยิ่งในอาร์เคีย

การสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศและการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ

การสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศ: โปรคาริโอตสืบพันธุ์โดยการสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศ

• การแบ่งตัวหรือการสืบพันธุ์โดยการแบ่งเซลล์: เป็นการสืบพันธุ์แบบง่ายที่สุด ซึ่งแต่ละบุคคล (เซลล์) แบ่งตัวเพื่อทำให้เกิดเป็นสองเซลล์หรือเฉพาะบุคคล การแบ่งแยกแบบต่อเนื่องโดยการแบ่งสองส่วนทำให้เกิดการสร้างอาณานิคมของสิ่งมีชีวิตที่เป็นโคลน (ด้วยข้อมูลทางพันธุกรรมที่เหมือนกัน)
• การสร้างสปอร์: การสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศประเภทนี้บ่งบอกถึงการก่อตัวของเอนโดสปอร์ (รูปแบบของการต่อต้าน) เพื่อตอบสนองต่อสภาพแวดล้อมที่ไม่เอื้ออำนวย มันเกิดขึ้นในแบคทีเรียบางชนิดเท่านั้น แต่ไม่เกิดขึ้นในอาร์เคีย

การสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศ: การรวมตัวใหม่ทางพันธุกรรมในโปรคาริโอต การสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศเป็นสิ่งที่สิ่งมีชีวิตสองชนิดแลกเปลี่ยนข้อมูลทางพันธุกรรมหรือรับข้อมูลทางพันธุกรรมใหม่จากบุคคลอื่น กลไกเหล่านี้ให้ความหลากหลายทางพันธุกรรมแก่สิ่งมีชีวิตที่เป็นโปรคาริโอต เนื่องจากการรวมตัวกันของ ข้อมูลทางพันธุกรรมและช่วยให้การปรากฏตัวของสายพันธุ์ใหม่ของสิ่งมีชีวิตพร้อมกับอัตราการกลายพันธุ์สูง โปรคาริโอต

มีกลไกต่าง ๆ ของการรวมตัวทางพันธุกรรมในโปรคาริโอต

• การเปลี่ยนแปลง: มันเป็นกระบวนการที่สิ่งมีชีวิตโปรคาริโอตสามารถรวม DNA จากภายนอกซึ่งมาจากสิ่งมีชีวิตโปรคาริโอตอื่น ๆ และเป็นอิสระในสิ่งแวดล้อม
• การถ่ายโอน: เป็นการส่งผ่านสารพันธุกรรมจากบุคคลหนึ่งไปยังอีกบุคคลหนึ่งผ่านแบคทีเรีย (ไวรัสที่ติดเชื้อแบคทีเรีย)
• การรวม: ประกอบด้วยการแลกเปลี่ยนสารพันธุกรรมทางเดียวจากผู้บริจาคไปยังผู้รับโดยผ่านการสัมผัสโดยตรงระหว่างกัน พลาสมิดเป็นองค์ประกอบที่กลไกนี้ถ่ายทอดบ่อยที่สุด

เติบโตอย่างรวดเร็ว

โปรคาริโอตส่วนใหญ่สืบพันธุ์เร็วมาก ดังนั้นเวลาที่ผ่านไป เวลารุ่น (เวลาตั้งแต่กำเนิดของรุ่นหนึ่งถึงการเกิดของรุ่นต่อไป) คือ สั้นมาก. สำหรับแบคทีเรีย เวลาในการสร้างเฉลี่ยคือ 20 นาที การเติบโตที่สูงทำให้การล่าอาณานิคมของสภาพแวดล้อมใหม่เป็นไปได้อย่างรวดเร็ว