BACTERIAL CELL: MGA KATANGIAN AT ISTRAKTURA (MGA BAHAGI) - BIOLOGY - 2024

Ang bacterial cell ay ang pinakasimpleng kilalang organisasyon ng isang buhay na organismo. Ang mga bakterya ay mga unicellular organismo na walang nucleus o anumang organelle na nahihiwalay mula sa nilalaman ng cytosolic sa pamamagitan ng isang lamad (ang lahat ng bakterya ay naiuri sa loob ng Prokaryotic domain).

Ipinakita ng mga pag-aaral sa agham na, sa kabila ng katotohanan na ang mga selula ng bakterya ay kulang sa mga organelles, mayroon silang isang napaka kontrolado at tumpak na samahan, regulasyon at panloob na dinamika. Mayroon silang lahat ng kinakailangang mga mekanismo upang mabuhay ang pagalit at pagbabago ng mga kondisyon ng kapaligiran kung saan sila nakatira.

Pangkalahatang diagram ng isang bakterya at mga bahagi nito (Pinagmulan: Ang imahe ng vector na ito ay ganap na ginawa ni Ali Zifan / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0) sa pamamagitan ng Wikimedia Commons)

Ang gayong kakayahang umangkop ay nangangahulugan para sa mga siyentipiko ng isang mahalagang tool at isang mainam na modelo ng biological para sa pag-aaral ng mga pangunahing prinsipyo ng molekular na biyolohiya; Ang pangunahing kaalaman tungkol sa pagtitiklop, pagsulat, at pagsasalin ng DNA ay naunawaan muna sa mga selula ng bakterya bago ang mga eukaryotic cells.

Ang lahat ng mga selula ng bakterya ay mikroskopiko, samakatuwid nga, hindi nila masusubaybayan ang hubad na mata nang hindi gumagamit ng isang mikroskopyo, na kumakatawan sa isang mahusay na bentahe para sa pag-aaral ng mga microorganism na ito, dahil maaari silang mapanatili at mapag-aralan sa isang maliit na puwang at may kaunting mga mapagkukunan ng nutrisyon. sa milyun-milyong mga buhay na cell.

Sa kasalukuyan ang selula ng bakterya ay isa sa pinakamahalagang tool sa biotechnological. Pinagmulan ng mga siyentipiko ang labis na chromosomal na bakterya ng DNA upang synthetically gumawa ng halos anumang protina ng interes ng tao.

Pangkalahatang katangian ng cell bacterial

Morfologically, ang mga selula ng bakterya ay maaaring lubos na variable, ngunit kahit na, lahat sila ay nagbabahagi ng mga karaniwang katangian. Halimbawa:

- Ang bawat bakterya ng cell ay may isang cell pader na nakapaligid dito at binubuo ng isang kumbinasyon ng mga karbohidrat na may peptides na tinatawag na "peptidoglycan".

- Ang mga cell ng bakterya ay mga unicellular organismo, iyon ay, ang bawat cell ay isang kumpletong organismo na maaaring lumago, magpakain, magparami at mamatay.

- Ang genetic na materyal ng bakterya ay "nakakalat" o distended sa isang malaking tangle na lumubog sa cell cytosol, sa isang rehiyon na kilala bilang ang rehiyon ng nucleoid.

- Maraming mga bakterya ang may dalubhasang mga istraktura para sa lokomosyon na tinatawag na "flagellum", na nasa mga panlabas na rehiyon ng kanilang mga katawan.

- Karaniwan ang paghahanap ng mga selula ng bakterya na bumubuo ng mga kolonya o pagpapanatili ng isang simbolong may kaugnayan sa iba pang mga organismo at, bilang karagdagan, maraming bakterya ang pathogen para sa mga tao.

- Karamihan sa mga bakterya ay halos 10 o 15 beses na mas mababa kaysa sa laki ng anumang mga cell ng hayop (eukaryotic), dahil hindi sila lumampas sa isang yunit ng mga microns ang haba.

- Natagpuan ang mga ito sa lahat ng umiiral na mga kapaligiran sa biosmos, dahil mayroong mga microorganism na iniakma sa halos anumang kondisyon sa kapaligiran.

Istraktura ng bakterya cell (bahagi)

Maraming mga siyentipiko ang naghahati sa cell ng bacterial sa tatlong anatomical na rehiyon upang mapadali ang pag-aaral. Ang tatlong mga rehiyon na pangkaraniwan para sa anumang uri ng bakterya na cell ay sinusunod at:

- Ang panlabas na rehiyon , na binubuo ng mga extracellular na istruktura (flagella, hairs, cilia, bukod sa iba pa)

- Ang rehiyon ng saklaw ng cell , na binubuo ng cell wall at ang cytoplasmic membrane

- Ang panloob na rehiyon , na nabuo ng cytosol at lahat ng mga istruktura na sinuspinde dito.

Nakasalalay sa mga species ng bakterya na pinag-aralan sa bawat rehiyon, ang ilang mga istraktura at mga bahagi na naiiba mula sa "tipikal" ng isang selula ng bakterya ay sinusunod. Gayunpaman, ang pinakakaraniwan para sa anumang selula ng bakterya ay ipinaliwanag at inuri ayon sa bawat rehiyon kung saan sila matatagpuan.

Rehiyon ng Extracellular

- Capsule : ito ay isang polimerong ibabaw na sumasaklaw sa buong cell pader ng bakterya. Binubuo ito ng putik at glycocalyx, na siya namang binubuo ng masaganang mga molekulang karbohidrat na nakagapos sa mga lipid at protina. Ang kapsula ay tinutupad ang isang mahalagang proteksiyon na function para sa cell.

- Pelikula : ito ay isang ibabaw, isang likido o isang malapot na matrix kung saan ang mga selula ng bakterya ay nalubog. Ang mga ito ay nabuo ng mga polysaccharides na katulad sa komposisyon sa polysaccharides ng kapsula at sa pangkalahatan ay tinutupad ang mga pag-andar sa proteksyon at sa pag-aalis ng mga cell.

- Fimbriae : ang mga ito ay isang uri ng maraming mga filamentous appendage na natagpuan na nakadikit sa cell wall ng bakterya. Ang mga ito ay nagsisilbi para sa kadaliang kumilos at pagsunod ng mga cell ng bakterya sa anumang ibabaw. Ang mga ito ay binubuo ng isang hydrophobic protein na tinatawag na pilin.

Fimbriae ng E. coli bacteria. Ito ay may humigit-kumulang 200. Pinagmulan: (Larawan: Manu Forero) / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/2.5)

- Ang sekswal na pili: ang ilang fimbriae (kakaunti) ay binago upang mabuo ang isang uri ng "pipe", na ginagamit ng bakterya para sa conjugation (ang paglipat ng genetic material sa pagitan ng iba't ibang mga bakterya), na isang uri ng "sekswal na pagpaparami" primitive.

- Flagella : mas mahaba ang mga filament nila kaysa sa fimbriae at binubuo ng mga protina; mayroon silang hitsura na "buntot". Natutupad nila ang function ng pagmamaneho para sa paggalaw ng mga cell at naka-angkla sa lamad ng cell. Mula sa isa hanggang daan-daang mga flagella ay matatagpuan sa parehong cell ng bakterya.

Vibrio vulnificus bacteria na may flagella. CDC / Janice Haney Carr / Pampublikong domain

Diagram ng isang bacterial flagellum (Pinagmulan: LadyofHats / Public domain, sa pamamagitan ng Wikimedia Commons)

Rehiyon ng saklaw

Ang pantakip sa cell sa pangkalahatan ay binubuo ng isang cytoplasmic membrane at isang peptidoglycan layer na tinatawag na "cell wall." Ang sobre ay binubuo ng mga kumplikadong mga lipid, karbohidrat at protina. Ang kemikal na komposisyon ng peptidoglycan sobre ay ginagamit bilang isang pag-uuri upang makilala sa pagitan ng dalawang uri ng bakterya.

Gram positibong bakterya at Gram negatibong bakterya. Ang mga positibong bakterya ng gram ay nailalarawan sa pamamagitan ng pagkakaroon ng isang makapal na layer ng peptidoglycan, nang walang isang panlabas na lamad na sumasaklaw dito, samantalang ang mga negatibong bakterya ay mayroong lamang manipis na layer ng peptidoglycan na may isang panlabas na lamad na superimposed sa ibabaw nito.

- Cytoplasmic membrane : ito ay may katulad na istraktura sa cell lamad ng eukaryotic cells. Ito ay isang phospholipid bilayer na may kaugnay na mga protina (integral o peripheral). Gayunpaman, naiiba ito sa lamad ng eukaryotic cells na hindi ito nagtataglay ng endogenously synthesized sterols.

Ang cytoplasmic lamad ng mga selula ng bakterya ay isa sa pinakamahalagang istruktura, dahil naroroon kung saan nangyayari ang cell fusion, transportasyon ng elektron, pagtatago ng protina, nutrisyon ng transportasyon at lipid biosynthesis, atbp.

Panloob na rehiyon

- Genome : hindi katulad ng mga eukaryotic cells, ang genome ng mga bacterial cells ay hindi nakapaloob sa isang membranous nucleus. Sa halip, ito ay umiiral bilang isang tangle ng DNA na compact sa isang higit pa o mas kaunting pabilog na hugis at nakisama sa ilang mga protina at RNA. Ang genome na ito ay mas maliit kaysa sa eukaryotic genome: ito ay humigit-kumulang na 3 hanggang 5 MB ang laki at bumubuo ng isang solong pabilog na topology na kromosoma.

- Plasmids o mga molekula ng DNA na extrachromosomal : ang mga ito ay maliit na pabilog na molekula ng DNA na may kakayahang mag-replika nang nakapag-iisa ng cellular genomic DNA. Karaniwan, ang mga molekula ng DNA na plasmid ay ipinagpapalit sa panahon ng pagbubuo, dahil ang impormasyong kinakailangan para sa paglaban sa mga antibiotics at / o mga toxin ay na-encode sa mga ito.

Bakterya DNA at plasmids. Orihinal na file: Gumagamit: Spaully. Pagsasalin: Fibonacci. / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5)

- Mga Ribosom : ang mga ribosom ay lumahok sa pagsasalin ng RNA na na-transcribe mula sa pagkakasunud-sunod ng isang gene na may mga code para sa isang protina. Ang bawat bacterial cell ay may tungkol sa 1500 na aktibong ribosom sa loob. Ang ribosome subunits ng bacterial cell ay 70s, 30s at 50s, habang ang mga eukaryotic cells ay may 60s at 40s subunits.

Karaniwan para sa mga antibiotics na atakein ang ribosom ng bakterya, hadlangan ang pagsasalin ng mga protina at sanhi ng cell lysis o kamatayan.

- Ang mga Endospores : ang bakterya ay may panloob na spores na nasa isang hindi maramot na estado at ginagamit para sa kaligtasan ng buhay kapag ang mga kondisyon ng kapaligiran. Ang mga endospores ay lumabas mula sa kanilang hindi nakakainis na estado kapag ang iba't ibang mga receptor sa ibabaw ay nakakita na ang mga kondisyon ay kanais-nais muli; Lumilikha ito ng isang bago, ganap na gumagana na bacterial cell.

Green endospores sa loob ng mga selula ng bakterya. CNX OpenStax / CC NG (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0)

- Granules o pagsasama ng mga katawan : ang mga function na ito bilang isang uri ng reserba para sa mga karbohidrat, mga compound ng pospeyt at iba pang mga molekula. Ang kanilang komposisyon ay nag-iiba ayon sa mga species ng bakterya at madali silang nakikita sa cytoplasm gamit ang mga optical microscope.

Mga Sanggunian

1. Cabeen, MT, & Jacobs-Wagner, C. (2005). Ang hugis ng cell ng bakterya. Mga Review ng Kalikasan Mikrobiolohiya, 3 (8), 601-610.
2. Coleman, JP, & Smith, CJ (2007). Istraktura at Komposisyon ng Mikrobyo.
3. Gitai, Z. (2005). Ang bagong bacterial cell biology: paglipat ng mga bahagi at arkitektura ng subcellular. Cell, 120 (5), 577-586.
4. Silhavy, TJ, Kahne, D., & Walker, S. (2010). Ang sobre ng bakterya ng cell. Ang pananaw ng Cold Spring Harbour sa biology, 2 (5), a000414.
5. Willey, JM, Sherwood, L., & Woolverton, CJ (2009). Ang mga prinsipyo ng Prescott ng microbiology. Boston (MA): McGraw-Hill Mas Mataas na Edukasyon.