Buňky se často nazývají základní „stavební kameny“ života, ale „funkční jednotky“ jsou možná lepší termín. Koneckonců, samotná buňka obsahuje řadu odlišných částí, které musí společně pracovat na vytvoření prostředí pohostinného pro provozní buňku.
Navíc často jediná buňka je život jako jediná buňka může a často tvoří celý živý organismus. To je případ téměř všech prokaryot, jejichž příklady jsou E. coli bakterie a Stafylokokové mikrobiální druhy.
Bakterie a Archaea jsou dva Prokaryotický domény, jednobuněčné organismy s velmi jednoduchými buňkami. Eukaryota, na druhé straně jsou obvykle velké a mnohobuněčné. Tato doména zahrnuje zvířata, rostliny, protisty a houby.
Na buněčné úrovni se však prokaryotická výživa neliší od eukaryotické výživy, přinejmenším v okamžiku, kdy u obou začíná proces výživy.
Základy buněk
Všechny buňky, bez ohledu na jejich evoluční historii a úroveň propracovanosti, mají čtyři společné struktury: DNA (deoxyribonukleová kyselina - genetický materiál buněk napříč přírodou), plazmatická (buněčná) membrána k ochraně buňky a uzavření jejího obsahu,
ribozomy k výrobě bílkovin a cytoplazmagelová matice tvořící většinu většiny buněk.Eukaryotické buňky mají vnitřní struktury vázané na dvojitou membránu zvané organely, které prokaryotickým buňkám chybí. Jádro, které obsahuje DNA v těchto buňkách, má membránu zvanou jaderná obálka. Unikátní metabolické potřeby a schopnosti eukaryot vedly k aerobní dýchání, což je prostředek, kterým buňky mohou extrahovat co nejvíce energie z molekuly cukru se šesti uhlíky glukóza.
Prokaryotická výživa
Prokaryoty nemají všechny požadavky na růst, které mají eukaryoty.
Za prvé, tyto organismy nemohou dorůst do velkých jednotlivých velikostí. U jiného se nereprodukují sexuálně. U dalšího se v průměru množí mnohokrát rychleji než u těch nejrychleji se chovajících zvířat. Díky tomu jejich hlavní „práce“ není párit se, ale jednoduše a doslova se rozdělit a přenášet jejich DNA na další generaci.
Z tohoto důvodu jsou prokaryoty schopné „obejít se“, nutričně řečeno, pouze pomocí glykolýza, série 10 reakcí, které se vyskytují v cytoplazmě prokaryotických i eukaryotických buněk. U prokaryot vede k produkci dvou ATP (adenosintrifosfát, „energetická měna“ všech buněk) a dvě molekuly pyruvátu na použitou molekulu glukózy.
V eukaryotických buňkách je glykolýza pouze branou k reakcím aerobního dýchání, posledním krokům procesu buněčného dýchání.
Přehled glykolýzy
Až na vzácné výjimky musí být požadavky na růst buněk u prokaryot zcela splněny z procesu glykolýzy.
Ačkoli glykolýza poskytuje pouze mírné zvýšení energie (dva ATP na molekulu glukózy) ve srovnání s reakcemi Krebsova cyklu a elektronový transportní řetězec v mitochondriích může nabídnout (dalších 34 až 36 ATP dohromady), to je dostatečné pro uspokojení skromných potřeb prokaryotických buňky. Proto je jejich výživa také jednoduchá.
První část glykolýzy vidí, že glukóza vstupuje do buňky, podrobuje se dvěma přídavkům fosfátu a je uspořádána do a molekula fruktózy, než se tento produkt nakonec rozdělí na dvě identické molekuly se třemi uhlíky, z nichž každá má své vlastní fosfátová skupina.
To ve skutečnosti vyžaduje investici dvou ATP. Po rozdělení však každá molekula se třemi uhlíky přispívá k syntéze dvou ATP, což poskytuje celkový výtěžek čtyř ATP pro tuto část glykolýzy a čistý výtěžek dvou ATP pro celkovou glykolýzu.
Prokaryotické buňky: Laboratorní koncepty
Koncept růstu aplikovaný na prokaryotické buňky nemusí odkazovat na růst jednotlivých buněk; může také odkazovat na růst populací bakteriálních buněk, nebo kolonie.Bakteriální buňky často mají velmi krátké generační (reprodukční) časy, řádově v hodinách. Porovnejte to s přibližně 20 až 30 let vidět mezi lidskými generacemi v moderním světě.
Bakterie lze kultivovat na médiích, jako je agar, které obsahují glukózu a podporují růst bakterií. Počítadla Coulter a průtokové cytometry jsou nástroje používané k počítání bakterií, ačkoli počty mikroskopů se používají také přímo.