Bacteriële celeigenschappen en structuur (delen)

De bacteriële cel het is de eenvoudigste bekende organisatie van een levend organisme. Bacteriën zijn eencellige organismen die geen kern of organel hebben die door een membraan van de cytosolische inhoud is gescheiden (alle bacteriën worden geclassificeerd binnen het prokaryotische domein).

Wetenschappelijke studies hebben aangetoond dat, ondanks het feit dat bacteriële cellen organellen missen, ze een zeer gecontroleerde en nauwkeurige organisatie, regulering en interne dynamiek hebben. Ze beschikken over alle noodzakelijke mechanismen om de vijandige en veranderende omstandigheden van de omgeving waarin ze leven te overleven..

Een dergelijk aanpassingsvermogen betekende voor wetenschappers een belangrijk hulpmiddel en een ideaal biologisch model voor het bestuderen van de basisprincipes van moleculaire biologie; basiskennis over DNA-replicatie, transcriptie en translatie werd eerst begrepen in bacteriële cellen vóór eukaryote cellen.

Alle bacteriële cellen zijn microscopisch klein, dat wil zeggen dat ze niet met het blote oog kunnen worden waargenomen zonder een microscoop te gebruiken, wat een groot voordeel is voor de studie van deze micro-organismen, omdat ze in een kleine ruimte en met weinig voedingsbronnen kunnen worden onderhouden en bestudeerd aan miljoenen levende cellen.

Momenteel is de bacteriecel een van de belangrijkste biotechnologische instrumenten. Wetenschappers manipuleren het extra chromosomale DNA van bacteriën om synthetisch bijna elk eiwit van menselijk belang te produceren.

Artikel index

• 1 Algemene kenmerken van de bacteriële cel
• 2 Structuur van de bacteriële cel (delen)
  • 2.1 Extracellulair gebied
  • 2.2 Dekkingsgebied
  • 2.3 Binnenste regio
• 3 referenties

Algemene kenmerken van de bacteriële cel

Morfologisch kunnen bacteriële cellen zeer variabel zijn, maar toch hebben ze allemaal gemeenschappelijke kenmerken. Bijvoorbeeld:

- Elke bacteriële cel heeft een celwand eromheen en is samengesteld uit een combinatie van koolhydraten met peptiden die "peptidoglycaan" wordt genoemd..

- Bacteriële cellen zijn eencellige organismen, dat wil zeggen dat elke cel een compleet organisme is dat kan groeien, voeden, zich voortplanten en afsterven.

- Het genetisch materiaal van bacteriën is "verstrooid" of uitgerekt in een grote wirwar die ondergedompeld is in het celcytosol, in een gebied dat bekend staat als het nucleoïde gebied..

- Veel bacteriën hebben gespecialiseerde voortbewegingsstructuren, "flagella" genaamd, die zich in de buitenste regionen van hun lichaam bevinden..

- Het is gebruikelijk om bacteriële cellen te vinden die kolonies vormen of een symbiotische relatie onderhouden met andere organismen en bovendien zijn veel bacteriën pathogeen voor mensen..

- De meeste bacteriën zijn bijna 10 tot 15 keer kleiner dan de grootte van een dierlijke cel (eukaryoot), aangezien ze niet langer zijn dan een eenheid van micron.

- Ze zijn te vinden in alle bestaande omgevingen in de biosfeer, omdat er van deze micro-organismen zijn die zijn aangepast aan praktisch elke omgevingsomstandigheden.

Bacteriële celstructuur (delen)

Veel wetenschappers verdelen de bacteriële cel in drie anatomische regio's om de studie te vergemakkelijken. Deze drie regio's die gebruikelijk zijn voor elk type waargenomen bacteriële cel en zijn:

- De regio extern, samengesteld uit extracellulaire structuren (onder andere flagella, pili, cilia)

- De regio mobiele dekking, samengesteld uit celwand en cytoplasmatisch membraan

- De regio intern, gevormd door het cytosol en alle daarin gesuspendeerde structuren.

Afhankelijk van de bacteriesoort die in elk gebied wordt bestudeerd, worden sommige structuren en delen waargenomen die verschillen van die "typisch" voor een bacteriële cel. De meest voorkomende voor elke bacteriële cel worden echter uitgelegd en geclassificeerd op basis van elke regio waarin ze worden aangetroffen..

Extracellulair gebied

- Capsule: het is een polymeeroppervlak dat de hele celwand van bacteriën bedekt. Het is samengesteld uit slijm en glycocalyx, die op hun beurt weer bestaan ​​uit overvloedige koolhydraatmoleculen die zijn gebonden aan lipiden en eiwitten. De capsule vervult een belangrijke beschermende functie voor de cel.

- Film: het is een oppervlak, een vloeistof of een viskeuze matrix waarin de bacteriecellen zijn ondergedompeld. Ze zijn gevormd uit polysachariden die qua samenstelling vergelijkbaar zijn met de polysachariden van de capsule en vervullen in het algemeen functies bij de bescherming en bij de verplaatsing van cellen..

- Fimbriae: het zijn een soort van zeer talrijke draadvormige aanhangsels die aan de celwand van bacteriën zijn bevestigd. Deze dienen voor de mobiliteit en hechting van bacteriële cellen aan elk oppervlak. Ze bestaan ​​uit een hydrofoob eiwit dat pilin wordt genoemd.

- Seksuele pili: sommige fimbriae (enkele) worden gemodificeerd om een ​​soort "pijp" te vormen, die door bacteriën wordt gebruikt voor conjugatie (de overdracht van genetisch materiaal tussen verschillende bacteriën), wat een soort primitieve "seksuele voortplanting" is.

- Flagella: ze zijn langer filamenten dan de fimbriae en ze zijn opgebouwd uit eiwitten; ze hebben een "staart" -uiterlijk. Ze vervullen de sturende functie voor de beweging van cellen en zijn verankerd aan het celmembraan. In dezelfde bacteriecel kunnen één tot honderden flagellen worden aangetroffen.

Dekkingsgebied

De celbedekking bestaat doorgaans uit een cytoplasmatisch membraan en een laag peptidoglycaan die de "celwand" wordt genoemd. De envelop bestaat uit complexen van lipiden, koolhydraten en eiwitten. De chemische samenstelling van de peptidoglycaanomhulling wordt gebruikt als classificatie om onderscheid te maken tussen twee soorten bacteriën..

Grampositieve bacteriën en gramnegatieve bacteriën. Grampositieve bacteriën worden gekenmerkt door een dikke laag peptidoglycaan, zonder dat er een buitenmembraan op zit, terwijl gramnegatieve bacteriën slechts een dunne laag peptidoglycaan hebben met daarop een buitenmembraan..

- Cytoplasmatisch membraan: heeft een vergelijkbare structuur als het celmembraan van eukaryote cellen. Het is een fosfolipide dubbellaag met bijbehorende eiwitten (integraal of perifeer). Het verschilt echter van het membraan van eukaryote cellen doordat het geen endogeen gesynthetiseerde sterolen bevat..

Het cytoplasmatische membraan van bacteriële cellen is een van de belangrijkste structuren, omdat het daar is waar celfusie plaatsvindt, elektronentransport, eiwitsecretie, transport van voedingsstoffen en lipidenbiosynthese, enz..

Binnenste regio

- GenoomIn tegenstelling tot eukaryote cellen bevindt het genoom van bacteriële cellen zich niet in een vliezige kern. In plaats daarvan bestaat het als een wirwar van DNA die is samengeperst in een min of meer ronde vorm en associeert met sommige eiwitten en RNA. Dit genoom is veel kleiner dan het eukaryote genoom: het is ongeveer 3 tot 5 MB groot en vormt een enkel circulair topologiechromosoom..

- Plasmiden of extrachromosomale DNA-moleculen: het zijn kleine DNA-moleculen die circulair zijn georganiseerd en die onafhankelijk van het cellulaire genomische DNA kunnen repliceren. Over het algemeen worden tijdens de conjugatie plasmide-DNA-moleculen uitgewisseld, aangezien de informatie die nodig is voor resistentie tegen antibiotica en / of toxines daarin wordt gecodeerd..

- Ribosomen: ribosomen nemen deel aan de vertaling van RNA dat werd getranscribeerd vanuit de sequentie van een gen dat codeert voor een eiwit. Elke bacteriecel heeft binnenin ongeveer 1500 actieve ribosomen. De ribosoomsubeenheden van de bacteriële cel zijn jaren 70, 30 en 50, terwijl eukaryote cellen subeenheden uit de jaren 60 en 40 hebben.

Het is gebruikelijk dat antibiotica de ribosomen van bacteriën aanvallen, de translatie van eiwitten blokkeren en cellysis of dood veroorzaken..

- EndosporenBacteriën hebben interne sporen die zich in een slapende toestand bevinden en worden gebruikt om te overleven wanneer de omgevingsomstandigheden extreem zijn. Endosporen komen uit hun slapende toestand wanneer verschillende receptoren op het oppervlak detecteren dat de omstandigheden weer gunstig zijn; hierdoor ontstaat een nieuwe, volledig functionele bacteriecel.

- Korrels of insluitingslichamenDeze fungeren als een soort reserve voor koolhydraten, fosfaatverbindingen en andere moleculen. Hun samenstelling varieert naargelang de bacteriesoort en ze zijn met optische microscopen goed zichtbaar in het cytoplasma..

Referenties

1. Cabeen, M. T., en Jacobs-Wagner, C. (2005). Bacteriële celvorm. Nature beoordelingen Microbiologie, 3(8), 601-610.
2. Coleman, J. P., & Smith, C. J. (2007). Structuur en samenstelling van microben.
3. Gitai, Z. (2005). De nieuwe bacteriële celbiologie: bewegende delen en subcellulaire architectuur. Cel, 120(5), 577-586.
4. Silhavy, T. J., Kahne, D., & Walker, S. (2010). De bacteriële celenvelop. Cold Spring Harbor-perspectieven in de biologie, twee(5), a000414.
5. Willey, J. M., Sherwood, L., en Woolverton, C. J. (2009). Prescott's principes van microbiologie. Boston (MA): McGraw-Hill Higher Education.