Nøglekrav til vækst i prokaryote og eukaryote celler

Medioimages/Photodisc/Photodisc/Getty Images

Celler er livets funktionelle enheder, hver sammensat af specialiserede strukturer, der samarbejder om at opretholde et levedygtigt indre miljø. I mange organismer er en enkelt celle en fuldstændig autonom, levende enhed - illustreret af prokaryoter såsom E. coli og Stafylokokker .

Prokaryoter omfatter domænerne Bacteria og Archaea, karakteriseret ved deres enkle, encellede arkitektur. I modsætning hertil omfatter domænet Eukaryota generelt større, ofte flercellede organismer – dyr, planter, protister og svampe – som har membranbundne organeller.

På trods af disse forskelle konvergerer de indledende ernæringstrin i både prokaryote og eukaryote celler, begyndende med indtagelse og bearbejdning af glucose.

Grundlæggende om celle

Alle celler deler fire grundlæggende komponenter:DNA (det universelle genetiske materiale), en plasmamembran, der beskytter og afgrænser cellen, ribosomer, der syntetiserer proteiner, og cytoplasma, den gel-lignende matrix, der fylder det indre.

Eukaryote celler har dobbeltmembranorganeller fraværende i prokaryoter. Kernen, omsluttet af en kernekappe, huser DNA'et. Eukaryoter udfører også aerob respiration og udvinder maksimal energi fra glukose via Krebs-cyklussen og elektrontransportkæden.

Prokaryot ernæring

Prokaryoter mangler mange vækstkrav for eukaryoter. De kan ikke opnå store individuelle størrelser, formere sig seksuelt og formere sig typisk hurtigere end selv de hurtigste ynglende dyr. Deres primære "mål" er celledeling, der sikrer genetisk kontinuitet.

Ernæring er strømlinet:prokaryoter er udelukkende afhængige af glykolyse - en 10-trins cytoplasmatisk vej, der giver to ATP- og to pyruvatmolekyler pr. glucosemolekyle. Hos eukaryoter fødes glykolyse til aerob respiration for en mere væsentlig energiudbytte.

Oversigt over glykolyse

Glykolyse alene opfylder prokaryote cellers beskedne energibehov, hvilket giver en nettotilvækst på to ATP pr. glukose. Selvom langt mindre end de 34-36 ATP produceret af Krebs cyklus og elektrontransportkæden i eukaryote mitokondrier, er dette output tilstrækkeligt til prokaryot overlevelse.

Vejen begynder med, at glukose trænger ind i cellen, gennemgår to fosforyleringstrin og omdannes til fructose-bisphosphat. Dette mellemprodukt opdeles i to identiske tre-carbon-molekyler, der hver bærer en fosfatgruppe. Processen kræver en indledende investering på to ATP, men genererer i sidste ende fire ATP, hvilket giver en nettogevinst på to ATP.

Prokaryote celler:laboratoriekoncepter

Vækst i prokaryoter kan henvise til udvidelsen af individuelle celler eller spredningen af hele bakteriepopulationer - kolonier. Bakteriegenereringstider måles typisk i timer, hvilket står i skarp kontrast til det årtier lange menneskelige generationsinterval.

Kulturmedier såsom agar, beriget med glucose, understøtter bakterievækst. Kvantificeringsværktøjer omfatter Coulter-tællere, flowcytometre og mikroskopiske tællinger.