Erfahren Sie mehr über prokaryotische Zellen

Prokaryoten sind einzellige Organismen, die die frühesten und primitivsten Formen des Lebens auf der Erde sind. Wie im Drei-Domänen-System organisiert , umfassen Prokaryoten Bakterien und Archaea . Einige Prokaryoten, wie z. B. Cyanobakterien, sind photosynthetische Organismen und können Photosynthese betreiben .

Viele Prokaryoten sind Extremophile und können in verschiedenen Arten extremer Umgebungen leben und gedeihen, einschließlich Hydrothermalquellen, heißen Quellen, Sümpfen, Feuchtgebieten und den Eingeweiden von Menschen und Tieren ( Helicobacter pylori ). Prokaryotische Bakterien können fast überall gefunden werden und sind Teil der menschlichen Mikrobiota . Sie leben auf deiner Haut , in deinem Körper und auf Alltagsgegenständen in deiner Umgebung.

Prokaryotische Zellstruktur

Bakterielle Zellanatomie und interne Struktur. Jack0m / Getty Bilder

Prokaryotische Zellen sind nicht so komplex wie eukaryotische Zellen . Sie haben keinen echten Kern, da die DNA nicht in einer Membran enthalten ist oder vom Rest der Zelle getrennt ist, sondern in einer Region des Zytoplasmas aufgerollt ist, die Nukleoid genannt wird. Prokaryotische Organismen haben unterschiedliche Zellformen. Die häufigsten Bakterienformen sind kugelförmig, stäbchenförmig und spiralförmig.

Unter Verwendung von Bakterien als unsere Prokaryontenprobe können die folgenden Strukturen und Organellen in Bakterienzellen gefunden werden :

Prokaryotischen Zellen fehlen Organellen in eukaryotischen Zellen wie Mitochondrien , endoplasmatischen Retikuli und Golgi-Komplexe . Nach der Endosymbiotischen Theorie wird angenommen , dass eukaryotische Organellen aus prokaryotischen Zellen entstanden sind, die in endosymbiotischen Beziehungen miteinander leben.

Wie Pflanzenzellen haben Bakterien eine Zellwand. Einige Bakterien haben auch eine Polysaccharidkapselschicht, die die Zellwand umgibt. In dieser Schicht produzieren Bakterien einen Biofilm , eine schleimige Substanz, die dazu beiträgt, dass Bakterienkolonien an Oberflächen und aneinander haften, um sie vor Antibiotika, Chemikalien und anderen gefährlichen Substanzen zu schützen.

Ähnlich wie Pflanzen und Algen haben einige Prokaryoten auch photosynthetische Pigmente. Diese lichtabsorbierenden Pigmente ermöglichen photosynthetischen Bakterien, Nahrung aus Licht zu erhalten.

Zellteilung

E. coli Bakterien, die eine binäre Spaltung durchlaufen. Die Zellwand teilt sich, was zur Bildung von zwei Zellen führt. Janice Carr / CDC

Die meisten Prokaryoten vermehren sich asexuell durch einen Prozess, der als binäre Spaltung bezeichnet wird . Während der binären Spaltung repliziert das einzelne DNA- Molekül und die ursprüngliche Zelle wird in zwei identische Zellen aufgeteilt.

Schritte der binären Spaltung

Obwohl sich E. coli und andere Bakterien am häufigsten durch binäre Spaltung vermehren, erzeugt diese Art der Reproduktion keine genetische Variation innerhalb des Organismus.

Prokaryotische Rekombination

Falschfarben-Transmissionselektronenmikroskop-Aufnahme (TEM) eines Escherichia coli-Bakteriums (unten rechts), das mit zwei anderen E.coli-Bakterien konjugiert ist. Die Röhren, die die Bakterien verbinden, sind Pili, die verwendet werden, um genetisches Material zwischen Bakterien zu übertragen. DR L. CARO / Wissenschaft Fotobibliothek / Getty Images

Genetische Variation innerhalb prokaryotischer Organismen wird durch Rekombination erreicht . Bei der Rekombination werden Gene von einem Prokaryoten in das Genom eines anderen Prokaryoten eingebaut. Die Rekombination wird bei der bakteriellen Reproduktion durch die Prozesse der Konjugation, Transformation oder Transduktion erreicht.