3.4 – Funktionel anatomi for prokaryote og eukaryote celler – Resumé

Kapitelresumé

3.1 Sammenligning af prokaryote og eukaryote celler

  • Prokaryote og eukaryote celler er ens i deres kemiske sammensætning og deres kemiske reaktioner.
  • Prokaryotiske celler, mangler typisk membranindesluttede organeller (herunder en cellekerne).
  • Peptidoglycan findes i prokaryote cellevægge, men ikke i eukaryote cellevægge.
  • Eukaryote celler har en membranbundet cellekerne og andre organeller.

3.2 Den prokaryote celle

  • Bakterier er encellede og de fleste af dem formerer sig ved binær fission.
  • Bakteriearter er differentieret ved morfologi, kemiske sammensætning, ernæringsmæssige behov, biokemiske aktiviteter og energikilde.

3.2.1 Størrelsen, formen og arrangement af bakterieceller

  • De fleste bakterier er mellem 0,2 og 2,0 µm i diameter og mellem 2 og 8 µm i længden.
  • De tre grundlæggende bakterielle former er kokker (sfæriske), bacillus (stavformede) og spiralformede (snoede/krumme).
  • Pleomorfe bakterier kan antage flere former.

3.2.2 Strukturer eksternt på cellevæggen

Glycocalyx

  • Glycocalyx (kapsel, slimlag eller ekstracellulært polysaccharid), er en gelantinøs polysaccharid og/eller et dække af polypeptid.
  • Kapsler kan beskytte patogener mod fagocytose.
  • Kapsler muliggør vedhæftning til overflader, forebygger udtørring og kan give næringsstoffer.

Flageller

  • Flageller er relativt lange trådformede vedhæng, bestående af et filament, en krog og det basale organ.
  • Prokaryote flageller roterer for at skubbe cellen.
  • Motile bakterier udviser taksis; positiv taksis er bevægelse mod en attraktant og negativ taksis er bevægelse væk fra en repellent.
  • Flagellart (H) protein er et antigen.

Aksiale filamenter

  • Spiralceller, der bevæger sig ved hjælp af et aksialt filament (endoflageller), kaldes spirocheter.
  • Aksiale filamenter ligner flageller, bortset fra at de snor sig omkring cellen.

Fimbrier og pili

  • Fimbrier, hjælper celler med at klæbe til overflader.
  • Pili er involveret i trækmotilitet/glidende motilitet og i overførsel af DNA.

3.2.3 Cellevæggen

Sammensætning og karakteristika

  • Cellevæggen omgiver plasmamembranen og beskytter cellen mod ændringer i vandtrykket.
  • Den bakterielle cellevæg består af peptidoglycan, en polymer bestående af NAG, NAM og korte kæder af aminosyrer.
  • Penicillin forstyrrer syntesen af peptidoglycan.
  • Grampositive cellevægge består af mange lag af peptidoglycan og indeholder også teichoinsyre.
  • Gramnegative bakterier har en lipopolysaccharid-lipoproteinphospholipid ydre membran der omgiver et tyndt peptidoglycanlag.
  • Den ydre membran, beskytter cellen mod fagocytose, samt mod penicillin, lysozym og andre kemikalier.
  • Poriner, er proteiner, der tillader små molekyler at passere gennem den ydre membran; specifikke kanalproteiner, tillader andre molekyler at bevæge sig gennem den ydre membran.
  • Lipopolysaccharidkomponenten i den ydre membran, består af sukkere (O polysaccharider), der fungerer som antigener, samt lipid A, der er et endotoksin.

Cellevæggen og Gramfarvning

  • Krystalviolet-jog-komplekset kombinerer sig med peptidoglycan.
  • Affarvningen fjerner den ydre lipidmembran hos Gramnegative bakterier og udvasker krystalviolet.

Atypiske cellevægge

  • Mycoplasma er en bakteriel slægt, der naturligt mangler cellevægge.
  • Arkæer har pseudomurein; de mangler peptidoglycan.
  • Syrefaste cellevægge, har et lag af mykolsyre uden på et tyndt peptidoglycanlag.

Skader på cellevæggen

  • I nærværelse af lysozym, bliver Grampositive cellevægge ødelagt og det tilbageværende celleindhold omtales som protoplast.
  • I nærværelse af lysozym, bliver Gramnegative cellevægge ikke fuldstændigt ødelagte og det resterende celleindhold omtales som sfæroplast.
  • L formen er Grampositive eller Gramnegative bakterier, der ikke har en cellevæg.
  • Antibiotika, som for eksempel penicillin, forstyrrer syntesen af cellevægge.

3.2.4 Strukturer inde bag cellevæggen

Plasmamembranen (cytoplasmisk membran)

  • Plasmamembranen omslutter cytoplasmaet og et dobbelt lipidlag med perifere og integrale proteiner.
  • Plasmamembranen er selektiv gennemtrængelig.
  • Plasmamembraner, indeholder enzymer til metaboliske reaktioner, som for eksempel næringsstofnedbrydning, energiproduktion og fotosyntese.
  • Mesosomer, er uregelmæssige indfoldninger af plasmamembranen. Det er artefakter og ikke sande cellestrukturer.
  • Plasmamembraner kan ødelægges af alkoholer og polymyxiner.

Bevægelsen af stoffer på tværs af plasmamembranen

  • Bevægelse gennem plasmamembranen, kan ske ved passive processer, hvor materialer flytter sig fra områder med høj koncentration til områder med lav koncentration og forbruger ingen energi.
  • I simpel diffusion, bevæger molekyler og ioner sig indtil der er opnået ligevægt.
  • I fremmet diffusion, transporteres materialer af transportproteiner på tværs af plasmamembranen fra områder med høj koncentration til områder med lav koncentration.
  • Osmose er vandets bevægelse fra områder med høj koncentration, gennem en selektiv gennemtrængelig membran, til der opnås ligevægt.
  • I aktiv transport, flyttes materialer fra områder med lav koncentration af transportproteiner og denne proces forbruger energi.
  • I gruppetranslokation, bruges energi til at modificere kemikalier og transportere dem gennem membranen.

Cytoplasma

  • Cytoplasma er det flydende komponent inde bag plasmamembranen.
  • Cytoplasma består hovedsageligt af vand med organiske og uorganiske molekyler, DNA, ribosomer, indeslutninger og cytoskeletproteiner.
  • Et cytoskelet er til stede, men cytoplasmatisk strømning forekommer ikke.

Nukleoidet

  • Nukleoidet indeholder DNA’et for det bakterielle kromosom.
  • Bakterier kan også indeholde plasmider, der er cirkulære, ekstrakromosomale DNA molekyler.

Ribosomer

  • Cytoplasmaet i en prokaryot, indeholder adskillige S70 ribosomer; ribosomer består af rRNA og protein.
  • Proteinsyntesen foregår ved ribosomerne; den kan hæmmes af visse antibiotika.

Inklusioner

  • Inklusioner er reservedepoter, der findes i prokaryotiske og eukaryotiske celler.
  • Blandt inklusioner, der findes i bakterier er metakromatisk granulat (uorganisk phosphat), polysaccharid granulat (normalt glykogen eller stivelse), lipidindeslutninger, svovlgranulat carboxysomer (ribulose 1,5-diphosphatarboxylase), magnetosomer (Fe2SO4) og gasvakuoler.

3.3 Den eukaryote celle

3.3.1 Flageller og cilier

  • Antallet af flageller er få og de er lange i forhold til cellestørrelsen; antallet af cilier er mange og er korte i forhold til cellestørrelsen.
  • Flageller og cilier, anvendes til motilitet og cilier kan også anvendes til at flytte stoffer langs overfladen af cellerne.
  • Både flageller og cilier består af et arrangement af ni par og to enkelte mikrotubuli.

3.3.2 Cellevæggen og glycocalyx

  • Cellevæggen hos alger og mange svampe indeholder cellulose.
  • Det vigtigste materiale i fungale cellevægge er kitin.
  • Gærs cellevægge, består af glucan og mannan.
  • Animalske celler er omgivet af glycocalyx, der styrker cellen og er et middel til fastgørelse til andre celler.

3.3.3 Plasmamembranen (cytoplasmisk membran)

  • Ligesom den prokaryote plasmamembran, er den eukaryote plasmamembran et dobbeltlaget phospholipid, indeholdende proteiner.
  • Eukaryotiske plasmamembraner indeholder kulhydrater der er bundet til proteiner og steroler, som ikke findes i prokaryote celler (undtagen Mycoplasmabakterier).
  • Eukaryotiske celler kan flytte materialer over plasmamembranen ved de passive processer, som prokaryoter, ved aktiv transport og endocytose (fagocytose, pinocytose og receptormedieret endocytose).

3.3.4 Cytoplasma

  • Cytoplasmaet for eukaryote celler omfatter alt inden for plasmamembranen og uden for kernen.
  • De kemiske karakteristika for cytoplasmaet hos eukaryote celler ligner dem hos prokaryote celler.
  • Eukaryotisk cytoplasma har et cytoskelet og udviser cytoplasmatisk strømning.

3.3.5 Ribosomer

  • 80S ribosomer findes i cytoplasmaet eller er fastgjort til det ru endoplasmatiske retikulum.

3.3.6 Organeller

  • Organeller, er specialiserede membranomsluttede strukturer i cytoplasmaet hos eukaryotiske celler.
  • Kernen, der indeholder DNA i form af kromosomer, er det mest karakteristiske eukaryote organel.
  • Kernekappen er forbundet til et system af membraner i cytoplasmaet, der kaldes det endoplasmatiske reticulum.
  • Det endoplasmatiske retikulum, giver en overflade til kemiske reaktioner og tjener som et transportnet. Proteinsyntese og –transport forekommer på det ru (granulære) endoplasmatiske reticulum; lipidsyntese forekommer på det glatte endoplasmatiske reticulum.
  • Golgiapparatet består af flade sække kaldet cisterner. Det indgår i membrandannelse og proteinsekretion.
  • Lysosomer dannes ag Golgiapparatet. De opbevarer nedbrydningsenzymer til næringsstoffer (cellens fordøjelsesenzymer).
  • Vakuoler er membranbundne lukkede hulrum afledt fra Golkiapparatet eller ved endocytose. De findes normalt i planteceller, de oplagrer forskellige stoffer og giver stivhed til blade og stængler.
  • Mitokondrier er de primære steder for ATP produktion. De indeholder 70S ribosomer og DNA og de formerer sig ved binær fission.
  • Kloroplastre, indeholder klorofyl og enzymer til fotosyntesen. Ligesom mitokondrier, indeholder de 70S ribosomer og DNA og formerer sig ved binær fission.
  • En række organiske forbindelser oxideres i peroxisomer. Katalase i peroxisomer, ødelægger hydrogenperoxid (H2O2).
  • Centrosomer består af det pericentriolare materiale og centrioler. Centrioler er 9 triplet mikrotubuli der er involveret i dannelsen af den mitotiske spindel og mikrotubuli.

3.3.7 Eukaryote cellers udvikling

  • Ifølge den endosymbiotiske teori, har eukaryote celler udviklet sig fra symbiotiske prokaryoter, der levede inde i andre prokaryote celler.
← Forsiden 3.5 – Kapitelspørgsmål →