Inhoud
Cellen worden vaak de basis "bouwstenen" van het leven genoemd, maar "functionele eenheden" is misschien een betere term. Een cel zelf bevat immers een aantal afzonderlijke onderdelen, die moeten samenwerken om een omgeving te creëren die gastvrij is voor een operationele cel.
Bovendien is een enkele cel vaak is leven, zoals een enkele cel een heel, levend organisme kan en vaak is. Dit is het geval met bijna alle prokaryoten, waarvan voorbeelden zijn E coli bacteriën en Staphylococcus microbiële soort.
Bacteriën en Archaea zijn de twee prokaryotische domeinen, de eencellige organismen met zeer eenvoudige cellen. eukaryota, aan de andere kant zijn ze meestal groot en meercellig. Dit domein omvat dieren, planten, protisten en schimmels.
Op cellulair niveau verschilt prokaryotische voeding echter niet zo veel van eukaryotische voeding, althans op het moment dat het voedingsproces voor beide begint.
Cell Basics
Alle cellen, ongeacht hun evolutionaire geschiedenis en niveau van verfijning, hebben vier structuren gemeen: DNA (desoxyribonucleïnezuur - het genetische materiaal van cellen in de natuur), een plasma (cel) membraan om de cel te beschermen en de inhoud ervan te omsluiten, ribosomen om eiwitten en cytoplasma maken, de gelachtige matrix die het grootste deel van de meeste cellen vormt.
Eukaryotische cellen hebben interne dubbelmembraangebonden structuren die organellen worden genoemd en die prokaryotische cellen missen. De kern, die het DNA in deze cellen herbergt, heeft een membraan dat een nucleaire envelop wordt genoemd. Eukaryotes unieke metabolische behoeften en mogelijkheden hebben geleid tot aërobe ademhaling, een manier waarop cellen de meeste energie uit het suikermolecuul met zes koolstofatomen kunnen halen glucose.
Prokaryotische voeding
Prokaryoten hebben niet alle groei-eisen die eukaryoten hebben.
Ten eerste kunnen deze organismen niet tot grote individuele maten groeien. Voor een ander reproduceren ze niet seksueel. Voor nog een andere reproduceren ze gemiddeld vele malen sneller dan zelfs de snelst fokkende dieren. Dit maakt hun belangrijkste "taak" niet om te paren, maar om eenvoudig en letterlijk te splitsen en hun DNA door te geven aan de volgende generatie.
Hierdoor zijn prokaryoten in staat om 'voedingswaarde' te bereiken, alleen gebruiken glycolyse, een reeks van 10 reacties die zowel in het cytoplasma van prokaryotische als eukaryotische cellen voorkomen. In prokaryoten resulteert het in de productie van twee ATP (adenosinetrifosfaat, de "energievaluta" van alle cellen) en twee pyruvaatmoleculen per gebruikte glucosemolecule.
In eukaryotische cellen is glycolyse slechts de toegangspoort tot de reacties van aerobe ademhaling, de laatste stappen van het proces van cellulaire ademhaling.
Overzicht van glycolyse
Met zeldzame uitzonderingen moet volledig worden voldaan aan de vereisten voor celgroei in prokaryoten via het glycolyseproces.
Hoewel glycolyse slechts een bescheiden energieboost biedt (twee ATP per glucosemolecuul) in vergelijking met wat de reacties van de Krebs-cyclus en de elektronentransportketen in de mitochondria kunnen bieden (nog eens 34 tot 36 ATP gecombineerd), is dit voldoende om de bescheiden te ontmoeten behoeften van prokaryotische cellen. Bijgevolg is hun voeding ook eenvoudig.
Het eerste deel van glycolyse ziet glucose een cel binnenkomen, twee toevoegingen van fosfaat ondergaan en worden gerangschikt in een fructosemolecule voordat dit product uiteindelijk wordt gesplitst in twee identieke drie-koolstofmoleculen, elk met een eigen fosfaatgroep.
Dit vereist eigenlijk een investering van twee ATP. Maar na de splitsing draagt elk drie-koolstofmolecuul bij aan de synthese van twee ATP, met een totale opbrengst van vier ATP voor dit deel van glycolyse en een netto opbrengst van twee ATP voor glycolyse in het algemeen.
Prokaryotische cellen: Lab-concepten
Het concept van groei zoals toegepast op prokaryotische cellen hoeft niet te verwijzen naar de groei van individuele cellen; het kan ook verwijzen naar de groei van bacteriële celpopulaties, of kolonies. Bacteriële cellen hebben vaak zeer korte generatietijden (reproductieve), in de volgorde van uren. Vergelijk dit met de 20 tot 30 of zo jaar gezien tussen menselijke generaties in de moderne wereld.
Bacteriën kunnen worden gekweekt op media zoals agar, die glucose bevatten en de bacteriën aanmoedigen om te groeien. Kouterbladen en flowcytometers zijn instrumenten die worden gebruikt om bacteriën te tellen, hoewel het aantal microscopen ook rechtstreeks wordt gebruikt.