Das Bakterienzelle Es ist die einfachste bekannte Organisation eines lebenden Organismus. Bakterien sind einzellige Organismen, die keinen Kern oder keine Organelle haben, die durch eine Membran vom zytosolischen Inhalt getrennt sind (alle Bakterien werden in die prokaryotische Domäne eingeteilt)..
Wissenschaftliche Studien haben gezeigt, dass Bakterienzellen trotz fehlender Organellen eine sehr kontrollierte und präzise Organisation, Regulation und interne Dynamik aufweisen. Sie verfügen über alle notwendigen Mechanismen, um die feindlichen und sich ändernden Bedingungen der Umwelt, in der sie leben, zu überleben..
Diese Anpassungsfähigkeit hat für Wissenschaftler ein wichtiges Werkzeug und ein ideales biologisches Modell zur Untersuchung der Grundprinzipien der Molekularbiologie bedeutet. Grundkenntnisse über DNA-Replikation, -Transkription und -Translation wurden zuerst in Bakterienzellen vor eukaryotischen Zellen verstanden.
Alle Bakterienzellen sind mikroskopisch, dh sie können nicht mit bloßem Auge ohne Verwendung eines Mikroskops beobachtet werden, was einen großen Vorteil für die Untersuchung dieser Mikroorganismen darstellt, da sie auf kleinem Raum und mit wenigen Nährstoffen erhalten und untersucht werden können zu Millionen lebender Zellen.
Derzeit ist die Bakterienzelle eines der wichtigsten biotechnologischen Instrumente. Wissenschaftler manipulieren die extrachromosomale DNA von Bakterien, um nahezu jedes Protein von menschlichem Interesse synthetisch zu produzieren.
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Morphologisch gesehen können Bakterienzellen sehr variabel sein, aber dennoch haben sie alle gemeinsame Eigenschaften. Beispielsweise:
- Jede Bakterienzelle hat eine Zellwand, die sie umgibt und aus einer Kombination von Kohlenhydraten mit Peptiden besteht, die als "Peptidoglycan" bezeichnet wird..
- Bakterienzellen sind einzellige Organismen, dh jede Zelle ist ein vollständiger Organismus, der wachsen, sich ernähren, vermehren und sterben kann.
- Das genetische Material von Bakterien wird in einem großen Gewirr, das in das Zellzytosol eingetaucht ist, in einer als Nukleoidregion bekannten Region "gestreut" oder ausgestreckt..
- Viele Bakterien haben spezielle Strukturen für die Fortbewegung, die "Flagellen" genannt werden und sich in den äußersten Regionen ihres Körpers befinden..
- Es ist üblich, Bakterienzellen zu finden, die Kolonien bilden oder eine symbiotische Beziehung zu anderen Organismen aufrechterhalten, und außerdem sind viele Bakterien für den Menschen pathogen.
- Die meisten Bakterien sind fast 10 bis 15 Mal kürzer als die Größe einer tierischen Zelle (eukaryotisch), da sie eine Einheit von Mikrometern nicht überschreiten.
- Sie kommen in allen vorhandenen Umgebungen der Biosphäre vor, da es von diesen Mikroorganismen praktisch alle Umweltbedingungen gibt.
Viele Wissenschaftler unterteilen die Bakterienzelle in drei anatomische Regionen, um das Studium zu erleichtern. Diese drei Regionen, die für jede Art von beobachteten Bakterienzellen gemeinsam sind, sind:
- Die Region extern, bestehend aus extrazellulären Strukturen (Flagellen, Pili, Zilien ua)
- Die Region von Mobilfunkabdeckung, bestehend aus Zellwand und zytoplasmatischer Membran
- Die Region intern, gebildet durch das Cytosol und alle darin suspendierten Strukturen.
Abhängig von der in jeder Region untersuchten Bakterienart werden einige Strukturen und Teile beobachtet, die sich von den für eine Bakterienzelle "typischen" unterscheiden. Die für Bakterienzellen am häufigsten vorkommenden werden jedoch nach jeder Region, in der sie gefunden werden, erklärt und klassifiziert..
- Kapsel: Es ist eine Polymeroberfläche, die die gesamte Zellwand von Bakterien bedeckt. Es besteht aus Schleim und Glycocalyx, die wiederum aus reichlich vorhandenen Kohlenhydratmolekülen bestehen, die an Lipide und Proteine gebunden sind. Die Kapsel erfüllt eine wichtige Schutzfunktion für die Zelle.
- Film: Es ist eine Oberfläche, eine Flüssigkeit oder eine viskose Matrix, in die die Bakterienzellen eingetaucht sind. Sie bestehen aus Polysacchariden, deren Zusammensetzung den Polysacchariden der Kapsel ähnlich ist, und erfüllen im Allgemeinen Funktionen beim Schutz und bei der Verdrängung von Zellen..
- Fimbrien: Sie sind eine Art sehr zahlreicher filamentöser Anhänge, die an der Zellwand von Bakterien befestigt sind. Diese dienen zur Mobilität und Anhaftung von Bakterienzellen an jeder Oberfläche. Sie bestehen aus einem hydrophoben Protein namens Pilin.
- Sexuelle Pili: Einige Fimbrien (wenige) werden modifiziert, um eine Art "Pfeife" zu bilden, die von Bakterien zur Konjugation (Übertragung von genetischem Material zwischen verschiedenen Bakterien) verwendet wird. Dies ist eine Art primitive "sexuelle Reproduktion"..
- Flagella: Sie sind längere Filamente als die Fimbrien und bestehen aus Proteinen. Sie haben ein "Schwanz" Aussehen. Sie erfüllen die treibende Funktion für die Bewegung von Zellen und sind an der Zellmembran verankert. Ein bis Hunderte von Flagellen befinden sich in derselben Bakterienzelle.
Die Zellabdeckung besteht im Allgemeinen aus einer cytoplasmatischen Membran und einer Schicht aus Peptidoglycan, die als "Zellwand" bezeichnet wird. Die Hülle besteht aus Komplexen von Lipiden, Kohlenhydraten und Proteinen. Die chemische Zusammensetzung der Peptidoglycanhülle wird als Klassifizierung zur Unterscheidung zwischen zwei Arten von Bakterien verwendet..
Grampositive Bakterien und gramnegative Bakterien. Grampositive Bakterien zeichnen sich durch eine dicke Schicht Peptidoglycan aus, ohne dass eine äußere Membran diese bedeckt, während gramnegative Bakterien nur eine dünne Schicht Peptidoglycan aufweisen, auf der eine äußere Membran überlagert ist..
- Zytoplasmatische Membran: hat eine ähnliche Struktur wie die Zellmembran von eukaryotischen Zellen. Es ist eine Phospholipid-Doppelschicht mit assoziierten Proteinen (integriert oder peripher). Es unterscheidet sich jedoch von der Membran eukaryotischer Zellen darin, dass es keine endogen synthetisierten Sterole besitzt..
Die zytoplasmatische Membran von Bakterienzellen ist eine der wichtigsten Strukturen, da dort Zellfusion, Elektronentransport, Proteinsekretion, Nährstofftransport und Lipidbiosynthese usw. stattfinden..
- GenomIm Gegensatz zu eukaryotischen Zellen ist das Genom von Bakterienzellen nicht in einem Membrankern enthalten. Stattdessen existiert es als ein DNA-Gewirr, das mehr oder weniger kreisförmig verdichtet ist und mit einigen Proteinen und RNA assoziiert. Dieses Genom ist viel kleiner als das eukaryotische Genom: Es ist ungefähr 3 bis 5 MB groß und bildet ein einzelnes Chromosom mit zirkulärer Topologie..
- Plasmide oder extrachromosomale DNA-Moleküle: Es handelt sich um kleine zirkulär organisierte DNA-Moleküle, die sich unabhängig von der zellulären genomischen DNA replizieren können. Im Allgemeinen werden während der Konjugation Plasmid-DNA-Moleküle ausgetauscht, da die für die Resistenz gegen Antibiotika und / oder Toxine erforderlichen Informationen in diesen kodiert sind.
- Ribosomen: Ribosomen sind an der Translation von RNA beteiligt, die aus der Sequenz eines Gens transkribiert wurde, das für ein Protein kodiert. Jede Bakterienzelle enthält etwa 1500 aktive Ribosomen. Die Ribosomenuntereinheiten der Bakterienzelle sind 70er, 30er und 50er Jahre, während eukaryotische Zellen 60er und 40er Jahre Untereinheiten haben.
Es ist üblich, dass Antibiotika die Ribosomen von Bakterien angreifen, die Translation von Proteinen blockieren und Zelllyse oder Tod verursachen..
- EndosporenBakterien haben innere Sporen, die sich in einem Ruhezustand befinden und zum Überleben verwendet werden, wenn die Umgebungsbedingungen extrem sind. Endosporen verlassen ihren Ruhezustand, wenn verschiedene Rezeptoren auf der Oberfläche feststellen, dass die Bedingungen wieder günstig sind. Dadurch entsteht eine neue, voll funktionsfähige Bakterienzelle.
- Granulat oder EinschlusskörperDiese fungieren als eine Art Reserve für Kohlenhydrate, Phosphatverbindungen und andere Moleküle. Ihre Zusammensetzung variiert je nach Bakterienart und ist mit optischen Mikroskopen im Zytoplasma gut sichtbar..
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