Kas ir prokariotu šūnas? Struktūra, funkcija un definīcija
Shigella baktērijas. KATERYNA KON/SCIENCE FOTO BIBLIOTĒKA / Getty Images
Prokarioti ir vienšūnas organismi, kas ir agrākās un primitīvākās dzīvības formas uz Zemes. Kā organizēts Trīs domēnu sistēma , prokarioti ietver baktērijas un arheāņi . Daži prokarioti, piemēram, zilaļģes, ir fotosintētiskie organismi un ir spējīgi fotosintēze .
Daudzi prokarioti ir ekstremofīli un var dzīvot un attīstīties dažāda veida ekstrēmās vidēs, tostarp hidrotermālās atverēs, karstajos avotos, purvos, mitrājos un cilvēku un dzīvnieku zarnās ( Helicobacter pylori ).
Prokariotu baktērijas var atrast gandrīz jebkur un ir daļa nocilvēka mikrobiota. Viņi dzīvo tālāk jūsu āda , savā ķermenī un tālākikdienas priekšmetijūsu vidē.
Prokariotu šūnu struktūra
Baktēriju šūnu anatomija un iekšējā struktūra. Jack0m/Getty Images
Prokariotu šūnas nav tik sarežģītas kā eikariotu šūnas . Viņiem nav patiesības kodols kā DNS nav ietverts membrānā vai atdalīts no pārējās šūnas, bet ir satīts apgabalā citoplazma sauc par nukleoīdu.
Prokariotu organismiem ir dažādas šūnu formas. Visvairāk parastās baktēriju formas ir sfēriskas, stieņa formas un spirālveida.
Izmantojot baktērijas kā mūsu prokariotu paraugu, šādas struktūras un organellas var atrast iekšā baktēriju šūnas :
- Binārā dalīšanās sākas ar DNS replikācija no vienas DNS molekulas. Abas DNS kopijas pievienojas šūnu membrānai.
- Pēc tam šūnu membrāna sāk augt starp abām DNS molekulām. Kad baktērija gandrīz dubulto savu sākotnējo izmēru, šūnas membrāna sāk saspiesties uz iekšu.
- Pēc tam starp abām DNS molekulām veidojas šūnu siena, kas sadala sākotnējo šūnu divās identiskās meitas šūnas .
- Konjugācijā baktērijas savienojas caur proteīna caurules struktūru, ko sauc par pilusu. Gēni tiek pārnesti starp baktērijām caur pilusu.
- Transformācijas laikā baktērijas paņem DNS no apkārtējās vides. DNS tiek transportēta pa baktēriju šūnu membrānu un iekļauta baktēriju šūnas DNS.
- Transdukcija ietver baktēriju DNS apmaiņu ar vīrusu infekciju. Bakteriofāgi , vīrusi, kas inficē baktērijas , pārnes baktēriju DNS no iepriekš inficētām baktērijām uz citām baktērijām, kuras tās inficē.
Prokariotu šūnām trūkst organellu, kas atrodamas eikariotu šūnās, piemēram, mitohondriji , endoplazmatiskie tīkli , un Golgi kompleksi . Saskaņā ar Endosimbiotiskā teorija , domājams, ka eikariotu organellas ir attīstījušās no prokariotu šūnām, kas dzīvo endosimbiotiskās attiecībās viena ar otru.
Patīk augu šūnas , baktērijām ir šūnu siena. Dažām baktērijām ir arī polisaharīda kapsulas slānis, kas ieskauj šūnu sienu. Šis ir slānis, kurā baktērijas ražo bioplēvi, gļotainu vielu, kas palīdz baktēriju kolonijām pieķerties virsmām un vienai pie otras, lai aizsargātu pret antibiotikām, ķīmiskām vielām un citām bīstamām vielām.
Līdzīgi kā augiem un aļģēm, dažiem prokariotiem ir arī fotosintēzes pigmenti. Šie gaismu absorbējošie pigmenti ļauj fotosintētiskajām baktērijām iegūt uzturu no gaismas.
Binārā skaldīšana
E. coli baktērijas, kurās notiek binārā dalīšanās. Šūnu siena dalās, kā rezultātā veidojas divas šūnas. Dženisa Kāra / CDC
Lielākā daļa prokariotu vairojas aseksuāli, izmantojot procesu, ko sauc par bināro skaldīšanu. Binārās dalīšanās laikā viena DNS molekula atkārtojas, un sākotnējā šūna tiek sadalīta divās identiskās šūnās.
Binārās skaldīšanas soļi
Lai ganE. coliun citas baktērijas visbiežāk vairojas binārās dalīšanās ceļā, šis vairošanās veids nerada ģenētiskā variācija organisma iekšienē.
Prokariotu rekombinācija
Viltus krāsu transmisijas elektronu mikrogrāfs (TEM) Escherichia coli baktērijai (apakšā pa labi), kas konjugējas ar divām citām E.coli baktērijām. Caurules, kas savieno baktērijas, ir pili, ko izmanto ģenētiskā materiāla pārnešanai starp baktērijām. DR L. CARO/Science Photo Library/Getty Images
Ģenētiskā variācija prokariotu organismos tiek veikta caur rekombinācija . Rekombinācijā viena prokariota gēni tiek iekļauti cita prokariota genomā.
Rekombinācija tiek veikta baktēriju reprodukcija ar konjugācijas, transformācijas vai transdukcijas procesiem.