Prokaryotik Hücreler: Tanımı, Yapısı, İşlevi (Örneklerle)

Bilim adamları, prokaryotik hücrelerin dünyadaki ilk yaşam formlarından bazıları olduğuna inanıyor. Bu hücreler günümüzde hala bol miktarda bulunmaktadır ve bakteri ve arke olarak ikiye ayrılabilir.

Prokaryotik bir hücrenin klasik bir örneği Escherichia coli (E. koli).

Prokaryotik hücreler, lise hücre biyolojisinde uzmanlaşmak için esastır. Prokaryotların çeşitli hücresel bileşenleri hakkında bilgi edinmek için okumaya devam edin.

Prokaryotlar, zara bağlı olmayan basit, tek hücreli organizmalar olma eğilimindedir. organeller veya bir çekirdek. ökaryotlar bu yapılara sahip.

Milyarlarca yıl önce prokaryotlar, zara bağlı organik moleküllerden evrimleşmiş olabilir. protobiyontlar. Gezegendeki ilk yaşam formları olabilirler.

Prokaryotları iki alana bölebilirsiniz: bakteri ve Arkea.

(Alanlar hakkında yazarken adların büyük harfle yazılması gerektiğini unutmayın. Ancak, genel olarak iki grup hakkında yazarken bunları küçük harfle bırakabilirsiniz.)

Her iki grup da küçük, tek hücreli organizmalardan oluşur, ancak aralarında farklılıklar vardır. Bakterilerin yapısında peptidoglikanlar bulunur.

Bazı yaygın bakteri örnekleri şunları içerir: E. koli ve stafilokok aureus (daha iyi staph olarak bilinir). Tuzda yaşayan halofiller bir arke örneğidir.

Bakteriler, prokaryotik hücreleri oluşturan iki alandan biridir. Çeşitli yaşam formlarıdır ve ikili bölünme ile çoğalırlar.

üç temel var bakteri hücre şekilleri: kok, basil ve spiral. Koklar oval veya küresel bakterilerdir, basiller çubuk şeklindedir ve spirilla spirallerdir.

Bakteriler, insan hastalıklarında ve sağlığında önemli bir rol oynamaktadır. Bu mikroplardan bazıları, örneğin stafilokok aureus, insanlarda enfeksiyonlara neden olabilir. Bununla birlikte, diğer bakteriler faydalıdır, örneğin: yoğurt mayası, vücudunuzun süt ürünlerinde bulunan laktozu parçalamasına yardımcı olur.

Başlangıçta eski bakteriler olarak sınıflandırılan ve "arkeobakteriler" olarak adlandırılan arkelerin artık kendi etki alanları var. Birçok arke türü ekstremofiller ve kaynar kaplıcalar veya asitli su gibi bakterilerin tahammül edemediği aşırı koşullarda yaşarlar.

Bazı örnekler, 176 derece Fahrenheit (80 santigrat derece) üzerindeki sıcaklıklarda bulunan hipertermofilleri ve yüzde 10 ila 30 arasında değişen tuz çözeltilerinde yaşayabilen halofilleri içerir. Arkelerdeki hücre duvarları koruma sağlar ve aşırı ortamlarda yaşamalarına izin verir.

Arkeler, çubuklardan spirallere kadar değişen birçok farklı şekil ve boyuta sahiptir. Arke davranışının üreme gibi bazı yönleri bakterilere benzer. Bununla birlikte, gen ifadesi gibi diğer davranışlar ökaryotlara benzer.

Prokaryotlar çeşitli şekillerde çoğalabilir. Temel üreme türleri arasında tomurcuklanma, ikiye bölünerek çoğalma ve parçalanma. Bazı bakterilerde spor oluşumu olmasına rağmen, bu süreçte oluşan yavru olmadığı için üreme sayılmaz.

Tomurcuklanan bir hücre baloncuk gibi görünen bir tomurcuk yaptığında olur. Tomurcuk, ana hücreye bağlıyken büyümeye devam eder. Sonunda, tomurcuk ana hücreden kopar.

İkiye bölünerek çoğalma bir hücre iki özdeş yavru hücreye bölündüğünde olur. parçalanma bir hücre küçük parçalara veya parçalara ayrıldığında olur ve her parça yeni bir hücre olur.

İkili fisyon, prokaryotik hücrelerde yaygın bir üreme türüdür. İşlem, ana hücrenin aynı olan iki hücreye bölünmesini içerir. İkili fisyondaki ilk adım, DNA'yı kopyalamaktır. Ardından, yeni DNA hücrenin karşı ucuna hareket eder.

Daha sonra hücre büyümeye ve genişlemeye başlar. Sonunda, bir septal ortada halka oluşur ve hücreyi iki parçaya sıkıştırır. Sonuç iki özdeş hücredir.

Ökaryotik hücrelerde ikili bölünme ile hücre bölünmesini karşılaştırdığınızda, bazı küçük benzerlikler fark edebilirsiniz. Örneğin, hem mitoz ve ikili fisyon özdeş yavru hücreler yaratır. Her iki süreç de DNA'nın çoğaltılmasını içerir.

Prokaryotların hücre yapısı değişebilir, ancak çoğu organizmanın birkaç temel bileşeni vardır. Prokaryotların bir hücre zarı veya hücre zarı koruyucu bir kapak görevi görür. Onlar da sert hücre çeperi Ek destek ve koruma için.

Prokaryotik hücrelerin sahip olduğu ribozomlarproteinleri oluşturan moleküllerdir. Onların genetik materyali, nükleoid, DNA'nın yaşadığı bölgedir. olarak adlandırılan ek DNA halkaları plazmitler etrafında yüzer sitoplazma. Prokaryotların nükleer bir zara sahip olmadığına dikkat etmek önemlidir.

Bu iç yapılara ek olarak, bazı prokaryotik hücrelerde pilus veya kamçı hareket etmelerine yardımcı olmak için. Bir pilus, kıl benzeri bir dış özelliktir, kamçı ise kırbaç benzeri bir dış özelliktir. Bakteriler gibi bazı prokaryotların hücre duvarlarının dışında bir kapsülü vardır. Besin depolaması da değişebilir, ancak birçok prokaryot, sitoplazmalarında depolama granülleri kullanır.

Prokaryotlarda genetik bilgi nükleoidin içinde bulunur. Ökaryotların aksine, prokaryotların zara bağlı bir çekirdeği yoktur. Bunun yerine dairesel DNA molekülleri sitoplazmanın bir bölgesinde yaşar. Örneğin, dairesel bakteri kromozomu, tek tek kromozomlar yerine büyük bir halkadır.

Bakterilerde DNA sentezi, belirli bir nükleotid dizisinde replikasyonun başlamasıyla başlar. Ardından, yeni nükleotidler eklemek için uzama meydana gelir. Daha sonra, yeni kromozom oluştuktan sonra sonlandırma gerçekleşir.

Prokaryotlarda gen ifadesi farklı bir şekilde gerçekleşir. Hem bakteri hem de arke, aynı anda transkripsiyon ve translasyona sahip olabilir.

Bu, hücrelerin yapabileceği anlamına gelir amino asitlerproteinlerin yapı taşları olan, herhangi bir zamanda.

Prokaryotlarda hücre duvarının birkaç amacı vardır. Hücreyi korur ve destek sunar. Ayrıca hücrenin şeklini korumasına yardımcı olur ve patlamasını engeller. Plazma zarının dışında yer alan hücre duvarının genel yapısı, bitkilerde bulunandan daha karmaşıktır.

Bakterilerde hücre duvarı şunlardan oluşur: peptidoglikan veya müreinpolisakkarit zincirlerinden oluşur. Ancak hücre duvarları gram pozitif ve gram negatif bakteriler arasında farklılık gösterir.

Gram pozitif bakteriler kalın bir hücre duvarına sahipken, gram negatif bakteriler ince bir hücre duvarına sahiptir. Duvarları ince olduğu için gram negatif bakteriler ekstra bir lipopolisakkarit tabakasına sahiptir.

Antibiyotikler ve diğer ilaçlar, insanların hücrelerinde bu tür duvarlara sahip olmadığı için insanlara zarar vermeden bakterilerdeki hücre duvarlarını hedef alabilir. Bununla birlikte, bazı bakteriler antibiyotik direnci geliştirir ve ilaçlar etkili olmayı bırakır.

Antibiyotik direnci, bakteriler evrimleştiğinde ortaya çıkar ve mutasyona uğrayanların ilaçlarla hayatta kalmalarını sağlayanlar çoğalabilir.

Besin depolaması prokaryotlar için önemlidir, çünkü bazıları tutarlı gıda kaynaklarına sahip olmayı zorlaştıran ortamlarda bulunur. Prokaryotlar, besin depolamak için özel yapılar geliştirmiştir.

kofullar yiyecek veya besinler için depolama baloncukları olarak hareket eder. Bakteriler de olabilir kapanımlarglikojen veya nişasta rezervlerini tutmak için yapılar olan. Mikro bölmeler prokaryotlarda protein kabukları vardır ve enzimleri veya proteinleri tutabilirler. gibi özel mikro bölme türleri vardır. manyetozomlar ve karboksizomlar.

Tüm dünyada antibiyotik direnci konusunda artan bir endişe var. Antibiyotik direnci, bakteriler evrimleşebildiğinde ve daha önce onları yok eden ilaçlara artık yanıt vermediğinde ortaya çıkar. Bu, antibiyotik alan kişilerin vücutlarındaki bakterileri öldüremeyeceği anlamına gelir.

Doğal seçilim bakterilerde direnci arttırır. Örneğin, bazı bakteriler, antibiyotiklere direnmelerini sağlayan rastgele mutasyonlara sahiptir. Bir ilaç aldığınızda, bu dirençli bakteriler üzerinde çalışmayacaktır. Daha sonra, bu bakteriler büyüyebilir ve çoğalabilir.

Ayrıca genleri paylaşarak diğer bakterilere karşı direnç gösterebilirler ve tedavisi zor süper böcekler yaratırlar. metisiline dirençli stafilokok aureus (MRSA), antibiyotiklere dirençli bir süperbug örneğidir.

DNA kopyalama prokaryotlarda ökaryotlardan daha hızlı oluşur, bu nedenle bakteriler insanlardan çok daha hızlı çoğalabilir. Ökaryotlara kıyasla bakterilerde replikasyon sırasında kontrol noktalarının olmaması da daha fazla rastgele mutasyona izin verir. Tüm bu faktörler antibiyotik direncine katkıda bulunur.

Bakteriler genellikle insan hastalıklarına neden olsa da, insanların bazı mikroplarla da simbiyotik ilişkileri vardır. Yararlı bakteriler cilt, ağız ve sindirim sağlığı için önemlidir.

Örneğin, bifidobakteriler bağırsaklarınızda yaşar ve yiyecekleri parçalamanıza yardımcı olur. Sağlıklı bir bağırsak sisteminin önemli parçalarıdır.

Prebiyotikler, bağırsaklarınızdaki mikrofloraya yardımcı olan gıdalardır. Bazı yaygın örnekler arasında sarımsak, soğan, pırasa, muz, karahindiba yeşillikleri ve kuşkonmaz bulunur. Prebiyotikler, yararlı bağırsak bakterilerinin büyümesi için ihtiyaç duyduğu lif ve besinleri sağlar.

Öte yandan probiyotikler, sindiriminize yardımcı olabilecek canlı bakterilerdir. Probiyotik organizmaları yoğurt veya kimchi gibi gıdalarda da bulabilirsiniz.

Prokaryotlarda üç ana gen transferi türü vardır: transdüksiyon, konjugasyon ve transformasyon. Transdüksiyon, bir virüs DNA'nın bir bakteriden diğerine taşınmasına yardımcı olduğunda gerçekleşen yatay gen transferidir.

Birleşme DNA'yı transfer etmek için mikropların geçici füzyonunu içerir. Bu süreç genellikle bir pilus içerir. Prokaryot, çevresinden DNA parçalarını aldığında dönüşüm gerçekleşir.

Gen transferi, mikropların DNA'yı paylaşmasına ve ilaçlara dirençli hale gelmesine izin verdiği için hastalık için önemlidir. Örneğin, bir antibiyotiğe dirençli bakteriler, genleri diğer bakterilerle paylaşabilir. Bilimsel araştırmalar için önemli olduğu için fen derslerinizde özellikle üniversite laboratuvarlarında mikroplar arasında gen aktarımı ile karşılaşabilirsiniz.

Prokaryotlarda metabolizma, ökaryotlarda bulacağınızdan daha fazla değişir. Ekstremofiller gibi prokaryotların aşırı ortamlarda yaşamasına izin verir. Bazı organizmalar fotosentez kullanır, ancak diğerleri inorganik yakıttan enerji elde edebilir.

Prokaryotları şu şekilde sınıflandırabilirsiniz: ototroflar ve heterotroflar. Ototroflar karbon dioksitten karbon elde ederler ve inorganik maddelerden kendi organik besinlerini yaparlar, ancak heterotroflar karbonu diğer canlılardan alır ve kendi organik besinlerini yapamazlar.

Başlıca ototrof türleri şunlardır: fototroflar, litotroflar ve organotroflar. Fototroflar, enerji elde etmek ve yakıt yapmak için fotosentezi kullanır. Ancak, hepsi işlem sırasında bitki hücrelerinin yaptığı gibi oksijen üretmez.

siyanobakteriler fototroflara örnektir. Litotroflar besin olarak inorganik moleküller kullanır ve genellikle kaynak olarak kayalara güvenirler. Bununla birlikte, litotroflar kayalardan karbon alamazlar, bu nedenle bu elemente sahip havaya veya diğer maddelere ihtiyaçları vardır. Organotroflar besin almak için organik bileşikler kullanır.

Prokaryotlar ve ökaryotlar aynı değildir çünkü sahip oldukları hücre türleri büyük farklılıklar gösterir. Prokaryotlar, ökaryotlarda bulduğunuz zara bağlı organellere ve çekirdeğe sahip değildir; DNA'ları sitoplazmanın içinde yüzer.

Ayrıca prokaryotlar, ökaryotlara kıyasla daha küçük bir yüzey alanına sahiptir. Ayrıca, bazı organizmaların koloniler oluşturmak üzere toplanabilmesine rağmen prokaryotlar tek hücrelidir.

Prokaryotik hücreler, ökaryotik hücrelerden daha az organizedir. Prokaryotlarda hücre büyümesi gibi düzenleme seviyelerinde de farklılıklar vardır. Bunu bakterilerin mutasyon oranlarında görebilirsiniz çünkü daha az düzenleme hızlı mutasyonlara ve çoğalmaya izin verir.

Prokaryotların organelleri olmadığı için metabolizmaları farklıdır ve daha az verimlidir. Bu onların büyük bir boyuta ulaşmasını engeller ve bazen üreme yeteneklerini sınırlar. Bununla birlikte, prokaryotlar tüm ekosistemlerin önemli bir parçasıdır. İnsan sağlığından bilimsel araştırmalara kadar bu küçük organizmalar önemlidir ve sizi büyük ölçüde etkileyebilir.