ข้อกำหนดพื้นฐานสำหรับการเจริญเติบโตของโปรคาริโอตและยูคาริโอต

เซลล์มักถูกเรียกว่า "หน่วยการสร้าง" พื้นฐานของชีวิต แต่ "หน่วยการทำงาน" อาจเป็นคำที่ดีกว่า ท้ายที่สุด เซลล์เองก็ประกอบด้วยส่วนต่างๆ ที่แตกต่างกัน ซึ่งต้องทำงานร่วมกันเพื่อสร้างสภาพแวดล้อมที่เอื้ออำนวยต่อเซลล์ปฏิบัติงาน

ยิ่งกว่านั้นเซลล์เดียวมักจะ คือ ชีวิต ในฐานะที่เซลล์เดียวสามารถและมักจะประกอบขึ้นเป็นสิ่งมีชีวิตทั้งมวล นี่เป็นกรณีของโปรคาริโอตเกือบทั้งหมด ตัวอย่างคือ อี โคไล แบคทีเรียและ Staphylococcal ชนิดของจุลินทรีย์

แบคทีเรียและอาร์เคียเป็นสองสิ่งนี้ โปรคาริโอต โดเมน สิ่งมีชีวิตที่มีเซลล์เดียวที่มีเซลล์ที่ง่ายมาก ยูคาริโอต, ในทางกลับกัน มักมีขนาดใหญ่และมีหลายเซลล์ โดเมนนี้รวมถึงสัตว์ พืช โพรทิสต์ และเชื้อรา

อย่างไรก็ตาม ในระดับเซลล์ โภชนาการโปรคาริโอตไม่ได้แตกต่างจากโภชนาการยูคาริโอตมากนัก อย่างน้อย ณ จุดที่กระบวนการบำรุงเริ่มต้นสำหรับทั้งคู่

เซลล์ทั้งหมด โดยไม่คำนึงถึงประวัติวิวัฒนาการและระดับความซับซ้อน มีโครงสร้างสี่อย่างที่เหมือนกัน: DNA (กรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิก - วัสดุทั่วไป ของเซลล์ทั่วธรรมชาติ) พลาสมา (เซลล์) เมมเบรนเพื่อปกป้องเซลล์และปิดล้อมเนื้อหา ไรโบโซม เพื่อสร้างโปรตีนและ ไซโตพลาสซึมเมทริกซ์คล้ายเจลสร้างเซลล์ส่วนใหญ่ส่วนใหญ่

เซลล์ยูคาริโอตมีโครงสร้างภายในที่มีเยื่อหุ้มสองชั้นที่เรียกว่าออร์แกเนลล์ซึ่งเซลล์โปรคาริโอตขาด นิวเคลียสซึ่งเป็นที่ตั้งของ DNA ในเซลล์เหล่านี้มีเยื่อหุ้มเซลล์ที่เรียกว่าซองจดหมายนิวเคลียร์ ความต้องการและความสามารถในการเผาผลาญที่เป็นเอกลักษณ์ของยูคาริโอทได้นำไปสู่ การหายใจแบบแอโรบิกซึ่งเป็นวิธีการที่เซลล์สามารถดึงพลังงานมากที่สุดจากโมเลกุลน้ำตาลคาร์บอน 6 ตัว กลูโคส

โปรคาริโอตไม่มีความต้องการการเจริญเติบโตทั้งหมดที่ยูคาริโอททำ

ประการหนึ่ง สิ่งมีชีวิตเหล่านี้ไม่สามารถเติบโตเป็นขนาดใหญ่ได้ อีกประการหนึ่งพวกเขาไม่สืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ โดยเฉลี่ยแล้วพวกมันสืบพันธุ์ได้เร็วกว่าสัตว์ที่ผสมพันธุ์อย่างรวดเร็วที่สุดหลายเท่า สิ่งนี้ทำให้ "งาน" หลักของพวกเขาไม่ได้ผสมพันธุ์ แต่จะแยกจากกันอย่างเรียบง่ายและแท้จริงโดยถ่ายทอด DNA ของพวกเขาไปยังคนรุ่นต่อไป

ด้วยเหตุนี้โปรคาริโอตจึงสามารถ "ผ่านไป" ได้โดยใช้สารอาหารเพียงอย่างเดียว ไกลโคไลซิสปฏิกิริยา 10 ชุดที่เกิดขึ้นในไซโตพลาสซึมของเซลล์โปรคาริโอตและยูคาริโอตเหมือนกัน ในโปรคาริโอตจะส่งผลให้มีการผลิตสอง ATP (อะดีโนซีน ไตรฟอสเฟต "สกุลเงินพลังงาน" ของทุกเซลล์) และไพรูเวตสองโมเลกุลต่อโมเลกุลกลูโคสที่ใช้

ในเซลล์ยูคาริโอต ไกลโคไลซิสเป็นเพียงประตูสู่ปฏิกิริยาของการหายใจแบบใช้ออกซิเจน ซึ่งเป็นขั้นตอนสุดท้ายของกระบวนการหายใจระดับเซลล์

ด้วยข้อยกเว้นที่ไม่ค่อยพบ ความต้องการการเจริญเติบโตของเซลล์ในโปรคาริโอตต้องเป็นไปตามกระบวนการไกลโคไลซิสทั้งหมด

แม้ว่าไกลโคไลซิสจะช่วยเพิ่มพลังงานเพียงเล็กน้อย (สอง ATP ต่อโมเลกุลกลูโคส) เมื่อเทียบกับปฏิกิริยาของวัฏจักรเครบส์และ ห่วงโซ่การขนส่งอิเล็กตรอนในไมโตคอนเดรียสามารถนำเสนอได้ (อีก 34 ถึง 36 ATP รวมกัน) ซึ่งเพียงพอต่อความต้องการเพียงเล็กน้อยของโปรคาริโอต เซลล์. ดังนั้นโภชนาการของพวกเขาก็ง่ายเช่นกัน

ไกลโคไลซิสส่วนแรกจะมองเห็นกลูโคสเข้าสู่เซลล์ เติมฟอสเฟต 2 ครั้ง และจัดเรียงเป็น โมเลกุลของฟรุกโตสก่อนที่ผลิตภัณฑ์นี้จะถูกแยกออกเป็นสองโมเลกุลคาร์บอนสามตัวที่เหมือนกัน โดยแต่ละตัวมีตัวมันเอง กลุ่มฟอสเฟต

สิ่งนี้ต้องการการลงทุนสอง ATP แต่หลังจากการแตกตัว โมเลกุลของคาร์บอนสามตัวแต่ละโมเลกุลมีส่วนช่วยในการสังเคราะห์ ATP สองตัว ให้ผลผลิตรวมสี่ ATP สำหรับส่วนนี้ของไกลโคไลซิส และผลผลิตสุทธิของ ATP สอง ATP สำหรับไกลโคไลซิสโดยรวม

แนวคิดของการเติบโตที่นำไปใช้กับเซลล์โปรคาริโอตไม่จำเป็นต้องหมายถึงการเติบโตของเซลล์แต่ละเซลล์ นอกจากนี้ยังสามารถอ้างถึงการเติบโตของจำนวนเซลล์แบคทีเรียหรือ อาณานิคมเซลล์แบคทีเรีย มักจะมีเวลาการผลิต (การสืบพันธุ์) ที่สั้นมาก ตามลำดับชั่วโมง เปรียบเทียบสิ่งนี้กับ 20 ถึง 30 หรือมากกว่านั้น ปี เห็นได้ระหว่างคนรุ่นหลังในโลกสมัยใหม่

แบคทีเรียสามารถเพาะเลี้ยงได้ในอาหารเลี้ยงเชื้อ เช่น วุ้น ซึ่งมีกลูโคสและกระตุ้นให้แบคทีเรียเติบโต เคาน์เตอร์โคลเตอร์ และ ไซโตมิเตอร์การไหล เป็นเครื่องมือที่ใช้ในการนับแบคทีเรีย แม้ว่าการนับด้วยกล้องจุลทรรศน์จะใช้โดยตรง