المتطلبات الأساسية للنمو في بدائيات النوى وحقيقيات النوى

غالبًا ما يطلق على الخلايا اسم "اللبنات الأساسية" للحياة ، ولكن ربما تكون "الوحدات الوظيفية" هي المصطلح الأفضل. بعد كل شيء ، تحتوي الخلية نفسها على عدد من الأجزاء المميزة ، تلك التي يجب أن تعمل معًا لخلق بيئة ملائمة لخلية تشغيلية.

علاوة على ذلك ، خلية واحدة في كثير من الأحيان هو الحياة ، كخلية واحدة يمكن أن تشكل في كثير من الأحيان كائنًا حيًا كاملًا. هذا هو الحال مع جميع بدائيات النوى تقريبًا ، والأمثلة على ذلك E. القولونية البكتيريا و المكورات العنقودية الأنواع الميكروبية.

البكتيريا والعتائق هما بدائية النواة المجالات ، الكائنات أحادية الخلية ذات الخلايا البسيطة جدًا. حقيقيات النوى, من ناحية أخرى ، عادة ما تكون كبيرة ومتعددة الخلايا. يشمل هذا المجال الحيوانات والنباتات والطلائعيات والفطريات.

ومع ذلك ، على المستوى الخلوي ، لا تختلف التغذية بدائية النواة كثيرًا عن التغذية حقيقية النواة ، على الأقل عند النقطة التي تبدأ فيها عملية التغذية لكليهما.

جميع الخلايا ، بغض النظر عن تاريخها التطوري ومستوى تطورها ، لها أربعة هياكل مشتركة: DNA (حمض الديوكسي ريبونوكلييك - ال المادة الوراثية

تحتوي الخلايا حقيقية النواة على هياكل داخلية ثنائية الغشاء تسمى العضيات التي تفتقر إليها الخلايا بدائية النواة. تحتوي النواة ، التي تضم الحمض النووي في هذه الخلايا ، على غشاء يسمى الغلاف النووي. أدت الاحتياجات والقدرات الأيضية الفريدة لحقيقيات النوى إلى ذلك التنفس الهوائي، وسيلة يمكن من خلالها للخلايا استخراج أكبر قدر ممكن من الطاقة من جزيء السكر المكون من ستة كربون الجلوكوز.

لا تمتلك بدائيات النوى جميع متطلبات النمو التي تقوم بها حقيقيات النوى.

لسبب واحد ، هذه الكائنات لا يمكن أن تنمو لأحجام فردية كبيرة. من ناحية أخرى ، لا يتكاثرون جنسياً. بالنسبة لآخرين ، في المتوسط ​​، يتكاثرون أسرع بعدة مرات من الحيوانات التي تتكاثر بسرعة. هذا يجعل "وظيفتهم" الرئيسية ليست التزاوج ولكن ببساطة وحرفيًا للانقسام ، ونقل حمضهم النووي إلى الجيل التالي.

وبسبب هذا ، فإن بدائيات النوى قادرة على "تدبر الأمور" ، من الناحية التغذوية ، باستخدام فقط تحلل السكر، سلسلة من 10 تفاعلات تحدث في سيتوبلازم الخلايا بدائية النواة وخلايا حقيقية النواة على حد سواء. في بدائيات النوى ، ينتج عنه إنتاج اثنين ATP (أدينوسين ثلاثي الفوسفات ، "عملة الطاقة" لجميع الخلايا) واثنين من جزيئات البيروفات لكل جزيء جلوكوز مستخدم.

في الخلايا حقيقية النواة ، يكون تحلل السكر مجرد بوابة لتفاعلات التنفس الهوائي ، وهي الخطوات النهائية لعملية التنفس الخلوي.

مع استثناءات نادرة ، يجب تلبية متطلبات نمو الخلايا في بدائيات النوى بالكامل من عملية تحلل السكر.

على الرغم من أن تحلل الجلوكوز لا يوفر سوى دفعة متواضعة للطاقة (اثنان من ATP لكل جزيء جلوكوز) مقارنة بتفاعلات دورة كريبس و يمكن أن تقدم سلسلة نقل الإلكترون في الميتوكوندريا (34 إلى 36 ATP أخرى مجتمعة) ، وهذا يكفي لتلبية الاحتياجات المتواضعة من بدائيات النواة الخلايا. وبالتالي ، فإن تغذيتهم بسيطة أيضًا.

يرى الجزء الأول من تحلل السكر أن الجلوكوز يدخل إلى الخلية ، ويخضع لإضافتين من الفوسفات ، ويتم ترتيبه في جزيء الفركتوز قبل أن ينقسم هذا المنتج أخيرًا إلى جزئين متطابقين من ثلاثة كربون ، كل منهما يمتلكه مجموعة فوسفات.

هذا في الواقع يتطلب استثمار اثنين من ATP. ولكن بعد الانقسام ، يساهم كل جزيء من ثلاثة كربون في تخليق اثنين من ATP ، مما يعطي عائدًا إجماليًا قدره أربعة ATP لهذا الجزء من تحلل السكر وعائد صافٍ لاثنين من ATP لتحلل السكر بشكل عام.

لا يلزم أن يشير مفهوم النمو كما هو مطبق على الخلايا بدائية النواة إلى نمو الخلايا الفردية ؛ يمكن أن يشير أيضًا إلى نمو مجموعات الخلايا البكتيرية ، أو المستعمرات.الخلايا البكتيرية غالبًا ما يكون له جيل قصير جدًا (تناسلي) مرات ، في حدود ساعات. قارن هذا بـ 20 إلى 30 أو نحو ذلك سنوات بين الأجيال البشرية في العالم الحديث.

يمكن زراعة البكتيريا على وسائط مثل الأجار ، والتي تحتوي على الجلوكوز وتحفز البكتيريا على النمو. عدادات كولتر و أجهزة قياس التدفق الخلوي هي أدوات تستخدم لحساب البكتيريا ، على الرغم من أن تعداد المجهر يستخدم أيضًا بشكل مباشر.