Τα κύτταρα ονομάζονται συχνά τα βασικά «δομικά στοιχεία» της ζωής, αλλά οι «λειτουργικές μονάδες» είναι ίσως ένας καλύτερος όρος. Σε τελική ανάλυση, το ίδιο το κελί περιέχει διάφορα ξεχωριστά μέρη, τα οποία πρέπει να συνεργαστούν για να δημιουργήσουν ένα περιβάλλον φιλόξενο σε ένα λειτουργικό κελί.
Επιπλέον, ένα μόνο κύτταρο συχνά είναι η ζωή, ως ένα μόνο κύτταρο μπορεί και συχνά αποτελεί έναν ολόκληρο, ζωντανό οργανισμό. Αυτό ισχύει για όλα σχεδόν τα προκαρυωτικά, παραδείγματα των οποίων είναι ΜΙ. coli βακτήρια και Σταφυλόκοκκος μικροβιακά είδη.
Τα βακτήρια και η Αρχαία είναι τα δύο Προκαρυωτικός τομείς, οι μονοκύτταροι οργανισμοί με πολύ απλά κύτταρα. Ευκαρυώτα, από την άλλη πλευρά, είναι συνήθως μεγάλα και πολυκύτταρα. Αυτός ο τομέας περιλαμβάνει ζώα, φυτά, προστατευτικά και μύκητες.
Σε κυτταρικό επίπεδο, ωστόσο, η προκαρυωτική διατροφή δεν είναι τόσο διαφορετική από την ευκαρυωτική διατροφή, τουλάχιστον στο σημείο που ξεκινά η διαδικασία διατροφής και για τα δύο.
Βασικά στοιχεία κυττάρων
Όλα τα κύτταρα, ανεξάρτητα από την εξελικτική τους ιστορία και το επίπεδο της πολυπλοκότητάς τους, έχουν τέσσερις κοινές δομές: DNA (δεοξυριβονουκλεϊκό οξύ - το γενετικό υλικό κυττάρων σε όλη τη φύση), μια μεμβράνη πλάσματος (κυττάρων) για την προστασία του κυττάρου και την εγκλεισμό του περιεχομένου του, ριβοσώματα για την παραγωγή πρωτεϊνών και κυτόπλασμα, το πηκτώδες πλέγμα που σχηματίζει το μεγαλύτερο μέρος των περισσότερων κυττάρων.
Τα ευκαρυωτικά κύτταρα έχουν εσωτερικές δομές που συνδέονται με διπλή μεμβράνη που ονομάζονται οργανίδια που δεν διαθέτουν προκαρυωτικά κύτταρα. Ο πυρήνας, που στεγάζει το DNA σε αυτά τα κύτταρα, έχει μια μεμβράνη που ονομάζεται πυρηνικός φάκελος. Οι μοναδικές μεταβολικές ανάγκες και ικανότητες των ευκαρυωτικών έχουν οδηγήσει αερόβια αναπνοή, ένα μέσο με το οποίο τα κύτταρα μπορούν να εξαγάγουν την περισσότερη δυνατή ενέργεια από το μόριο ζάχαρης έξι-άνθρακα γλυκόζη.
Προκαρυωτική διατροφή
Οι προκαρυωτικοί δεν έχουν όλες τις απαιτήσεις ανάπτυξης που κάνουν οι ευκαρυωτικοί.
Πρώτον, αυτοί οι οργανισμοί δεν μπορούν να αναπτυχθούν σε μεγάλα μεμονωμένα μεγέθη. Για ένα άλλο, δεν αναπαράγονται σεξουαλικά. Για ακόμη ένα, κατά μέσο όρο, αναπαράγονται πολλές φορές γρηγορότερα από ό, τι ακόμη και τα πιο γρήγορα ζώα αναπαραγωγής. Αυτό κάνει την κύρια «δουλειά» τους να μην ζευγαρώσει αλλά να χωρίσει απλά και κυριολεκτικά, μεταδίδοντας το DNA τους στην επόμενη γενιά.
Εξαιτίας αυτού, οι προκαρυώτες μπορούν να «περάσουν», διατροφικά μιλώντας, χρησιμοποιώντας μόνο γλυκόλυση, μια σειρά από 10 αντιδράσεις που εμφανίζονται στο κυτταρόπλασμα προκαρυωτικών και ευκαρυωτικών κυττάρων. Στα προκαρυωτικά, έχει ως αποτέλεσμα την παραγωγή δύο ATP (τριφωσφορική αδενοσίνη, το «ενεργειακό νόμισμα» όλων των κυττάρων) και δύο πυροσταφυλικά μόρια ανά χρησιμοποιούμενο μόριο γλυκόζης.
Στα ευκαρυωτικά κύτταρα, η γλυκόλυση είναι απλώς η πύλη προς τις αντιδράσεις της αερόβιας αναπνοής, τα τελικά βήματα της διαδικασίας της κυτταρικής αναπνοής.
Επισκόπηση της Γλυκόλυσης
Με σπάνιες εξαιρέσεις, οι απαιτήσεις ανάπτυξης κυττάρων σε προκαρυώτες πρέπει να πληρούνται εξ ολοκλήρου από τη διαδικασία της γλυκόλυσης.
Παρόλο που η γλυκόλυση παρέχει μόνο μια μέτρια ώθηση ενέργειας (δύο ATP ανά μόριο γλυκόζης) σε σύγκριση με τις αντιδράσεις του κύκλου Krebs και Η αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων στα μιτοχόνδρια μπορεί να προσφέρει (άλλα 34 έως 36 ATP συνδυασμένα), αυτό αρκεί για να καλύψει τις μέτριες ανάγκες προκαρυωτικών κύτταρα. Κατά συνέπεια, η διατροφή τους είναι επίσης απλή.
Το πρώτο μέρος της γλυκόλυσης βλέπει τη γλυκόζη να εισέρχεται σε ένα κύτταρο, να υποβάλλεται σε δύο προσθήκες φωσφορικού άλατος και να τακτοποιείται σε ένα μόριο φρουκτόζης προτού αυτό το προϊόν διαιρεθεί τελικά σε δύο ίδια μόρια τριών-άνθρακα, το καθένα με το δικό του φωσφορική ομάδα.
Αυτό απαιτεί πραγματικά μια επένδυση δύο ATP. Αλλά μετά τη διάσπαση, κάθε μόριο τριών άνθρακα συμβάλλει στη σύνθεση δύο ATP, δίνοντας μια συνολική απόδοση τεσσάρων ATP για αυτό το μέρος της γλυκόλυσης και μια καθαρή απόδοση δύο ATP για τη γλυκόλυση συνολικά.
Προκαρυωτικά κύτταρα: Έννοιες εργαστηρίου
Η έννοια της ανάπτυξης όπως εφαρμόζεται στα προκαρυωτικά κύτταρα δεν χρειάζεται να αναφέρεται στην ανάπτυξη μεμονωμένων κυττάρων. Μπορεί επίσης να αναφέρεται στην ανάπτυξη πληθυσμών βακτηριακών κυττάρων, ή αποικίες.Βακτηριακά κύτταρα συχνά έχουν πολύ μικρής διάρκειας (αναπαραγωγικές) ώρες, κατά σειρά ωρών. Συγκρίνετε αυτό με τα 20 έως 30 περίπου χρόνια παρατηρείται μεταξύ των γενεών του ανθρώπου στον σύγχρονο κόσμο.
Τα βακτήρια μπορούν να καλλιεργηθούν σε μέσα όπως το άγαρ, τα οποία περιέχουν γλυκόζη και ενθαρρύνουν την ανάπτυξη των βακτηρίων. Μετρητές Coulter και κυτταρόμετρα ροής είναι όργανα που χρησιμοποιούνται για την καταμέτρηση βακτηρίων, αν και οι μετρήσεις μικροσκοπίων χρησιμοποιούνται επίσης άμεσα.