Grundläggande krav för tillväxt i prokaryoter och eukaryoter

Celler kallas ofta livets grundläggande "byggstenar", men "funktionella enheter" är kanske en bättre term. När allt kommer omkring innehåller en cell ett antal olika delar, sådana som måste arbeta tillsammans för att skapa en miljö som är gästvänlig för en operativ cell.

Dessutom en enda cell ofta är livet, som en enda cell kan och ofta utgör en hel, levande organism. Detta är fallet med nästan alla prokaryoter, exempel på E. coli bakterier och Staphylococcal mikrobiella arter.

Bakterier och Archaea är de två Prokaryot domäner, de encelliga organismerna med mycket enkla celler. Eukaryota, å andra sidan är de vanligtvis stora och flercelliga. Denna domän inkluderar djur, växter, protister och svampar.

På cellulär nivå skiljer sig emellertid inte prokaryot näring från eukaryot näring, åtminstone vid den tidpunkt näringsprocessen börjar för båda.

Alla celler, oavsett deras utvecklingshistoria och sofistikeringsnivå, har fyra strukturer gemensamt: DNA (deoxiribonukleinsyra - genetiskt material

Eukaryota celler har interna dubbelmembranbundna strukturer som kallas organeller som prokaryota celler saknar. Kärnan, som innehåller DNA i dessa celler, har ett membran som kallas ett kärnhölje. Eukaryoters unika metaboliska behov och kapacitet har lett till aerob andning, ett sätt med vilket celler kan extrahera så mycket energi som möjligt från sockermolekylen med sex kol glukos.

Prokaryoter har inte alla tillväxtkrav som eukaryoter gör.

För det första kan dessa organismer inte växa till stora individuella storlekar. För en annan reproducerar de inte sexuellt. För ännu en annan reproducerar de i genomsnitt många gånger snabbare än även de djur som går snabbast upp. Detta gör deras huvudsakliga "jobb" inte att para sig utan att helt enkelt och bokstavligen dela sig och överföra deras DNA till nästa generation.

På grund av detta kan prokaryoter "klara sig", näringsmässigt sett, endast använda glykolys, en serie av 10 reaktioner som förekommer i cytoplasman hos både prokaryota och eukaryota celler. I prokaryoter resulterar det i produktionen av två ATP (adenosintrifosfat, "cellernas energivaluta") och två pyruvatmolekyler per glukosmolekyl som används.

I eukaryota celler är glykolys bara porten till reaktionerna av aerob andning, de sista stegen i processen för cellulär andning.

Med sällsynta undantag måste kraven på celltillväxt i prokaryoter helt uppfyllas från glykolysprocessen.

Även om glykolys bara ger en blygsam energiboost (två ATP per glukosmolekyl) jämfört med vad reaktionerna i Krebs-cykeln och elektrontransportkedjan i mitokondrierna kan erbjuda (ytterligare 34 till 36 ATP kombinerat), är detta tillräckligt för att möta de blygsamma behoven hos prokaryotiska celler. Följaktligen är deras näring också enkelt.

Den första delen av glykolys ser att glukos kommer in i en cell, genomgår två tillsatser av fosfat och ordnas i en fruktosmolekyl innan denna produkt slutligen delas upp i två identiska trekolmolekyler, var och en med sin egen fosfatgrupp.

Detta kräver faktiskt en investering på två ATP. Men efter uppdelningen bidrar varje tre-kolmolekyl till syntesen av två ATP, vilket ger ett totalt utbyte på fyra ATP för denna del av glykolys och ett nettoutbyte av två ATP för glykolys totalt.

Begreppet tillväxt som tillämpas på prokaryota celler behöver inte hänvisa till tillväxten av enskilda celler; det kan också hänvisa till tillväxten av bakteriecellpopulationer, eller kolonier.Bakterieceller har ofta mycket korta (reproduktiva) generationstider, i storleksordningen timmar. Jämför detta med 20 till 30 eller så år sett mellan mänskliga generationer i den moderna världen.

Bakterier kan odlas på media som agar, som innehåller glukos och uppmuntrar bakterierna att växa. Skärräknare och flödescytometrar är instrument som används för att räkna bakterier, även om mikroskopräkningar också används direkt.