Componenten van Prokaryote Cellen
Alle cellen hebben vier gemeenschappelijke componenten: 1) een plasmamembraan, een buitenste bedekking die het inwendige van de cel scheidt van de omringende omgeving; 2) cytoplasma, bestaande uit een geleiachtige cytosol binnenin de cel waarin zich andere cellulaire componenten bevinden; 3) DNA, het genetisch materiaal van de cel; en 4) ribosomen, die eiwitten synthetiseren. Prokaryoten verschillen echter op verschillende manieren van eukaryote cellen.
Een prokaryoot is een eenvoudig, meestal eencellig organisme dat geen kern of andere membraan-gebonden organellen heeft. We zullen zo dadelijk zien dat dit bij eukaryoten heel anders ligt. Prokaryotisch DNA bevindt zich in een centraal deel van de cel: de nucleoïde (figuur
De meeste prokaryoten hebben een peptidoglycaan celwand en vele hebben een polysaccharide capsule (figuur). De celwand fungeert als een extra beschermlaag, helpt de cel zijn vorm te behouden en voorkomt uitdroging. Het kapsel stelt de cel in staat zich te hechten aan oppervlakken in zijn omgeving. Sommige prokaryoten hebben flagellen, pili of fimbriae. De flagellen worden gebruikt voor de voortbeweging. Pili worden gebruikt om genetisch materiaal uit te wisselen tijdens een vorm van voortplanting die conjugatie wordt genoemd. Fimbriae worden door bacteriën gebruikt om zich aan een gastheercel te hechten.
Microbioloog: De meest effectieve maatregel die iemand kan nemen om de verspreiding van besmettelijke ziekten te voorkomen, is zijn of haar handen wassen. Waarom? Omdat microben (organismen die zo klein zijn dat ze alleen met een microscoop kunnen worden gezien) alomtegenwoordig zijn. Ze leven op deurknoppen, geld, uw handen, en vele andere oppervlakken. Als iemand in zijn hand niest en een deurknop aanraakt, en daarna raakt u diezelfde deurknop aan, dan zitten de microben uit het slijm van de nieser nu op uw handen. Als je je handen aanraakt aan je mond, neus of ogen, kunnen die microben je lichaam binnendringen en je ziek maken.
Maar niet alle microben (ook wel micro-organismen genoemd) veroorzaken ziekten; de meeste zijn juist heilzaam. In je darmen zitten microben die vitamine K aanmaken. Andere micro-organismen worden gebruikt om bier en wijn te fermenteren.
Microbiologen zijn wetenschappers die microben bestuderen. Microbiologen kunnen een aantal carrières volgen. Ze werken niet alleen in de voedingsmiddelenindustrie, maar ook in de veterinaire en medische sector. Zij kunnen werkzaam zijn in de farmaceutische sector, waar zij een sleutelrol spelen in onderzoek en ontwikkeling door nieuwe bronnen van antibiotica te identificeren die kunnen worden gebruikt om bacteriële infecties te behandelen.
Microbiologen op milieugebied kunnen nieuwe manieren zoeken om speciaal geselecteerde of genetisch gemanipuleerde microben te gebruiken voor de verwijdering van verontreinigende stoffen uit bodem of grondwater, en van gevaarlijke elementen uit verontreinigde locaties. Deze toepassingen van microben worden bioremediëringstechnologieën genoemd. Microbiologen kunnen ook werken op het gebied van de bio-informatica, waarbij ze gespecialiseerde kennis en inzicht leveren voor het ontwerp, de ontwikkeling en de specificiteit van computermodellen van bijvoorbeeld bacteriële epidemieën.
Celgrootte
Met een diameter van 0,1 tot 5,0 μm zijn prokaryote cellen aanzienlijk kleiner dan eukaryote cellen, die een diameter van 10 tot 100 μm hebben (Figuur \(\PageIndex{2})). Door de kleine afmetingen van prokaryoten kunnen ionen en organische moleculen die de cel binnenkomen, snel naar andere delen van de cel worden verspreid. Evenzo kunnen afvalstoffen die in een prokaryote cel worden geproduceerd, snel naar buiten diffunderen. Dit is niet het geval in eukaryote cellen, die verschillende structurele aanpassingen hebben ontwikkeld om het intracellulaire transport te verbeteren.
Kleine afmetingen zijn over het algemeen noodzakelijk voor alle cellen, of ze nu prokaryotisch of eukaryotisch zijn. Laten we eens onderzoeken waarom dat zo is. Eerst bekijken we de oppervlakte en het volume van een typische cel. Niet alle cellen zijn bolvormig, maar de meeste benaderen wel een bol. U herinnert zich misschien nog wel van uw meetkundelessen op de middelbare school dat de formule voor de oppervlakte van een bol gelijk is aan (4) r^2/3, terwijl de formule voor het volume gelijk is aan (4) r^2/3). Dus, als de straal van een cel toeneemt, neemt de oppervlakte toe met het kwadraat van de straal, maar het volume neemt toe met de kubus van de straal (veel sneller). Naarmate een cel groter wordt, neemt de verhouding tussen oppervlakte en volume dus af. Dit principe zou ook gelden als de cel de vorm van een kubus zou hebben (figuur). Als de cel te groot wordt, zal het plasmamembraan niet voldoende oppervlakte hebben om de diffusiesnelheid te ondersteunen die nodig is voor het toegenomen volume. Met andere woorden, als een cel groeit, wordt hij minder efficiënt. Eén manier om efficiënter te worden is zich te delen; een andere manier is organellen te ontwikkelen die specifieke taken uitvoeren. Deze aanpassingen leiden tot de ontwikkeling van meer geavanceerde cellen, eukaryote cellen genaamd.
Prokaryote cellen zijn veel kleiner dan eukaryote cellen. Welke voordelen kan een kleine celgrootte voor een cel hebben? Welke voordelen zou een grote celgrootte kunnen hebben?