Back to chapter

4.4:

Prokaryotische cellen

JoVE Core
Biology
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Core Biology
Prokaryotic Cells

Languages

Share

– [Instructeur] Archaea en bacteriën zijn prokaryoten, kleine eencellige organismen. Alle prokaryotische cellen worden omgeven door een selectief doorlaatbaar plasmamembraan, dat kan worden afgedekt met een peptidoglycan wand, polymeren van aminozuren en suikers voor een extra beschermingslaag. Vooral om zowel de osmotische druk als de algehele vorm te behouden. Buiten dit omhulsel bevindt zich nog een andere beschermingslaag: De hydrofiele capsule, een polysacharidegrens die adhesie bevordert. Binnenin zijn verschillende componenten eenvoudigweg gesuspendeerd in het viskeuze cytoplasma, inclusief het genetisch materiaal. In plaats van een kern worden DNA’s als één enkele dubbelstreng gegroepeerd in het centrale gedeelte, de nucleoïde genaamd, waar het kan interageren met vrij zwevende eiwitten. Kleinere, cirkelvormige stukken, plasmiden, zijn fysiek gescheiden van dit chromosoom-DNA en kunnen zich onafhankelijk van elkaar vermenigvuldigen, wat een overlevingsvoordeel oplevert, zoals antibioticaresistentie. Naast deze universele, structurele overeenkomsten bevatten verschillende soorten unieke eiwit- en lipidengebonden organellen. Zo bezitten cyanobacteriën bijvoorbeeld microcompartimenten zoals koolstofconcentrerende carboxysomen en fotosynthetische thylakoïden voor het oogsten van licht bij zeer lage intensiteiten, terwijl magnetotactische bacteriën magnetosomen hebben die hun beweging langs magnetische veldlijnen sturen. Andere modi zijn onder andere sporenvorming en insluitsels voor de opslag van overtollige voedingsstoffen. Ondanks hun reputatie voor eenvoud met een lage mate van celcompartimentering hebben prokaryotische cellen zich ontwikkeld om complexe omgevingen te overleven.

4.4:

Prokaryotische cellen

Prokaryoten zijn kleine eencellige organismen in de domeinen Archaea en Bacteria. Bacteriën omvatten veel voorkomende organismen zoals Salmonella en Escherichia coli, en de Archaea omvatten extremofielen die in ruwe omgevingen leven, zoals warmwaterbronnen.

Net als eukaryotische cellen zijn alle prokaryotische cellen omringd door een plasmamembraan en hebben ze DNA dat de genetische informatie bevat, een cytoplasma binnenin de cel en ribosomen die eiwitten synthetiseren. In tegenstelling tot eukaryotische cellen missen prokaryoten echter een kern of andere membraangebonden intracellulaire organellen. Op het DNA na, dat vaak bestaat uit een enkel circulair chromosoom dat zich in een nucleoïde bevindt, zwerven de cellulaire componenten van prokaryoten rond in het cytoplasma.

Veel prokaryoten hebben kleine ronde stukjes DNA in het cytoplasma, die plasmiden worden genoemd. Plasmiden verschillen van het chromosomale DNA in de nucleoïde en hebben meestal slechts een paar genen – zoals genen voor antibioticaresistentie. Plasmiden zijn zelfreplicerend en kunnen tussen prokaryoten worden overgedragen.

De meeste prokaryoten hebben een celwand van peptidoglycaan die buiten hun plasmamembraan ligt, die de cel fysiek beschermt en helpt om de osmotische druk van de verschillende compartimenten te behouden. Veel prokaryoten hebben ook een plakkerige capsulelaag die hun celwand bedekt. Hiermee kunnen organismen zich aan een substraat of aan elkaar binden en voor extra bescherming zorgen.

Hoewel prokaryoten geen membraangebonden organellen bevatten, hebben sommigen een invouwing van het plasmamembraan die gespecialiseerde functies vervullen – zoals fotosynthese in cyanobacteriën. Ondanks dat prokaryoten eenvoudiger zijn dan eukaryoten, hebben ze een unieke structurur die het uitvoeren van complexe functies mogelijk maakt en ervoor zorgt dat ze in verschillende omgevingen kunnen leven.

Suggested Reading

Oikonomou, Catherine M., and Grant J. Jensen. “A New View into Prokaryotic Cell Biology from Electron Cryotomography.” Nature Reviews. Microbiology 14, no. 4 (April 2016): 205–20. [Source]

Murat, Dorothee, Meghan Byrne, and Arash Komeili. “Cell Biology of Prokaryotic Organelles.” Cold Spring Harbor Perspectives in Biology 2, no. 10 (October 2010). [Source]