• Mis on prokarüootne rakk?
• Toitumise mehhanismid
• Prokarüootsed rakutüübid
• Prokarüootse raku osad ja funktsioonid
• Eukarüootne rakk

Selgitame, mis on prokarüootne rakk, selle koostisosad ja funktsioonid. Samuti, kuidas see erineb eukarüootsest rakust.

Prokarüootsed organismid on evolutsiooniliselt enne eukarüoote.

Mis on prokarüootne rakk?

Prokarüootsed või prokarüootsed rakud moodustavad elusaid üherakulisi organisme, mis kuuluvad Prokarüota superkuningriiki või impeeriumi või Archaea ja Bacteria domeenidesse, olenevalt eelistatavast bioloogilisest klassifikatsioonist.

Prokarüootsete rakkude peamine omadus on see, et neil ei ole membraani, mis piiraks membraani raku tuum ja selle asemel esitavad nad oma geneetiline materjal laiali tsütoplasma, kogunes just piirkonda, mida nimetatakse nukleoidiks.

Prokarüootsed organismid (pro- tähendab "enne" ja karyo mis viitab "tuumale") on evolutsiooniliselt enne eukarüoote, st neid, millel on rakutuum. Kuigi prokarüootsed rakud tekkisid väga kauges minevikus, ei tähenda see, et nad on maailmast kadunud Maa. Tegelikult on kõige lihtsamad eluvormid ikkagi prokarüootsed organismid, nt bakterid ja kaared.

See lihtsus, mis iseloomustab prokarüootseid organisme, on võimaldanud nende suurt mitmekesisust, mis tähendab ainevahetused äärmiselt mitmekesine (ei ole sama eukarüootidega) ja tohutu mitmekesisus erinevatega kohanemise osas keskkondades, tüübid toitumine või isegi raku struktuuri.

Toitumise mehhanismid

Prokarüootsed rakud võivad olla autotroofsed (nad loovad ise toit) või heterotroofsed (nad toituvad teise elusolendi toodetud orgaanilisest ainest), nii aeroobsed (elamiseks vajavad nad hapnikku) kui ka anaeroobsed (nad ei vaja elamiseks hapnikku), mis väljendub mitmes toitumismehhanismis:

• Fotosüntees. Nagu taimed, mõned prokarüootid saavad kasutada energiat päikesevalgus sünteesida orgaaniline materjal alates anorgaaniline materjal, nii hapniku juuresolekul kui ka puudumisel. Fotosüntees on kahte tüüpi: hapniku fotosüntees (mis toodab hapnikku) ja anoksügeenne fotosüntees (ei tooda hapnikku).
• Kemosüntees. Sarnane fotosüntees, rakud võtavad ette anorgaanilise aine oksüdeerimise mehhanismina, et saada oma energiat ja saada oma orgaanilist ainet kasvamiseks. Kemosüntees erineb fotosünteesist selle poolest, et viimane kasutab energiaallikana päikesevalgust.
• Saprofüütne toitumine. See põhineb teiste poolt jäetud orgaanilise aine lagunemisel elusolendid, kas surma korral või nende endi jäänusena toitmine.
• Sümbiootiline toitumine. Mõned prokarüootid seostuvad teiste elusolenditega, saavad neilt oma orgaanilist ainet eksisteerimiseks ja sellest saadakse vastastikune kasu.
• Parasiitne toitumine. On prokarüootseid organisme (parasiite), mis toituvad teise suurema (peremehe või peremehe) orgaanilisest ainest, mida nad selle käigus kahjustavad (kuigi nad ei tapa seda otseselt).

Lõpuks võib prokarüootsete rakkude paljunemine olla kahte tüüpi: aseksuaalne (mehhanismi järgi mitoos) või paraseksuaalne (geneetilises materjalis toimuvate muutuste vahetuse ja inkorporeerimisega on seotud kolm protsessi: konjugatsioon, transduktsioon ja transformatsioon DNA).

Prokarüootsed rakutüübid

Kookosebakterid on enam-vähem sfäärilise ja ühtlase kujuga.

Prokarüootsed rakud võivad olla erineva kujuga ja sageli isegi ühesugused liigid see võib võtta muutuvaid vorme, mida nimetatakse pleomorfismiks. Siiski võib eristada kolme peamist morfoloogia tüüpi:

• kookospähkel. See on tüüpiline morfoloogiline bakteritüüp, mis on enam-vähem sfäärilise ja ühtlase kujuga. Bakterid võivad esineda ka kokkides kahekaupa (diplokokk), nelja rühma (tetrakokk), ahelaga kokkides (streptokokk) ja ebaregulaarsete või rühmitatud rühmadena (stafülokokk). Näiteks: Streptococcus pneumoniae, üks bakteriaalse kopsupõletiku tekitajaid.
• Bacillus. Vardakujuline ümarate otstega, see sisaldab laias valikus baktereid ja muid vabalt elavaid saprofüütseid organisme. Batsille võib leida ka kahekaupa või filamentidena. Näiteks: Escherichia coli ja Clostridium botulinum.
• Spirilum Spiraalse kujuga on need tavaliselt väga väikesed ja ulatuvad patogeensetest kuni autotroofsete bakteriteni. Näiteks: perekonna Campylobacter liigid, nagu Campylobacter jejuni, toidu kaudu leviv patogeen, mis põhjustab kampülobakterioosi.
• Spirochaete. Neil on ka spiraalne kuju, kuid need on väga piklikud ja painduvad. Näiteks: perekonna Leptospira liigid, mis põhjustavad leptospiroosi.
• Vibratsioonid Need on komakujulised vardad. Sellesse rühma kuuluvad vibriotüüpi bakterid, proteobakterite perekond, mis vastutab enamiku inimeste ja kõrgemate loomade nakkushaiguste eest, eriti need, mis on tüüpilised seedetraktile. Tuntuim on koolera tekitaja Vibrio cholerae.
• Nende vormide variandid on kokabatsillid (ovaalsed) ja korüneformsed bakterid, laieneva otsaga ebakorrapärased batsillid.

Prokarüootse raku osad ja funktsioonid

Prokarüootsel rakul on järgmised struktuurid:

• Plasma membraan. See on piir, mis jagab ruumi sisemust ja välisust kamber ja see toimib filtrina, mis võimaldab siseneda ja/või väljuda ained (nagu toitainete lisamine või jäätmete ärajuhtimine).
• Raku sein. See koosneb tugevast ja jäigast kihist, mis asub väljaspool rakumembraani, mis annab rakule kindla kuju ja täiendava kaitsekihi. Rakuseina olemasolu on taimede, vetikate ja seened, kuigi selle rakustruktuuri koostis on kõigis nendes organismirühmades erinev.
• Tsütoplasma. See on väga peen kolloidne aine, mis moodustab raku "keha" ja mida leidub raku sees.
• Nukleoidid. See ei muutu tuumaks, see on väga hajutatud piirkond, mis on osa tsütoplasmast, kus tavaliselt on üks ringikujuline DNA molekul, mida saab seostada väikese koguse RNA ja mittehistoonilised valgud See DNA molekul on oluline paljunemine.
• Ribosoomid. Need on kompleksid valk ja RNA tükid, mis võimaldavad ekspressiooni ja translatsiooni Geneetiline teaveTeisisõnu sünteesivad nad valke, mida rakk vajab oma erinevates bioloogilistes protsessides, nagu on ette nähtud DNA-s.
• Prokarüootsed sektsioonid. Need on ainulaadsed prokarüootsete rakkude jaoks. Need varieeruvad olenevalt organismi tüübist ja neil on teie ainevahetuses väga spetsiifilised funktsioonid. Mõned näited on: klorosoomid (vajalikud fotosünteesiks), karboksüülsoomid ( süsinikdioksiid (CO2), fükobilisoomid (molekulaarsed pigmendid päikesevalguse kogumiseks), magnetosoomid (võimaldavad orienteeruda vastavalt Maa magnetväljale) jne.

Lisaks võivad need rakud sisaldada muid struktuure, näiteks:

• Flagellum. See on piitsakujuline organell, mida kasutatakse raku mobiliseerimiseks raketikütuse sabana.
• Väline membraan. See on täiendav rakubarjäär, mis iseloomustab gramnegatiivseid baktereid.
• Kapsel. See on kiht, mille moodustavad polümeerid orgaaniline, mis ladestub väljaspool rakuseina. Sellel on kaitsefunktsioon ja seda kasutatakse ka toidu ladustamise ja jäätmekäitluskohana.
• Periplasma. See on ruum, mis ümbritseb tsütoplasmat ja eraldab selle välismembraanidest, mis võimaldab suuremat efektiivsust erinevat tüüpi energiavahetuses.
• Plasmiidid Need on mittekromosomaalse DNA vormid, ümmarguse kujuga, mis teatud bakterites saadavad bakteriaalset DNA-d ja paljunevad iseseisvalt, mis annab neile olulised omadused suuremaks kohanemisvõimeks keskkond.

Eukarüootne rakk

Eukarüootsed rakud eristuvad prokarüootsetest rakkudest selle poolest, et nende tsütoplasmas (kus asub suurem osa raku DNA-st) on määratletud tuum ja neil on membraansed organellid (millel on rakus spetsiifilised funktsioonid, nagu mitokondrid ja kloroplastid).

Kuigi see erinevus võib tunduda peen, on see aluseks hiiglaslikule muutusele sigimises ja muudes elutähtsates protsessides, mis viisid rakkude keerukuse kõrgemale tasemele, ilma milleta poleks keerukate ja paremate organisatsioonidega mitmerakulised olendid saanud areneda.