Structura celulei procariote (PK)

Structura celulei procariote (PK)

Procariotele, reprezentate in special de bacterii, sunt primele organisme care au aparut pe Terra, acum 3,5 miliarde de ani. In prezent ele se gasesc aproape pretutindeni. Larga lor raspandire se datoreaza marii lor capacitati de a se adapta la diferite conditii de mediu si de a consuma o gama foarte diversa de substante (adica exploateaza eficient mediul). Bacteriile populeaza cele mai neospitaliere medii, in care alte organisme (eucariotele) nu pot rezista: locuri cu aciditate, salinitate, temperaturi extreme sau in roci aflate la 2 km adancime sub suprafata Terrei.

Cele mai multe PK sunt celule solitare libere, dar exista si specii care agrega tranzient sau permanent formand colonii. Dar toate procariotele sunt unicelulare.

Celula tipica de PK are diametrul de 1-5 m (fata de 10-100 m cat au celulele eucariote). Exceptie face Thiomargarita namibiensis care are diametrul de 750 m

   

Thiomargarita namibiensis

Celulele bacteriene apartin la 3 categorii principale de forme:

sferica: bacteriile de forma sferica se numesc coci

de baston: bacteriile de aceasta forma se numesc bacili

spriralata: bacteriile de forma spiralata se numesc spirili si spirochete

Elemente de structura

Membrana plasmatica = plasmalema

dpdv chimic este alcatuita din fosfolipide si proteine

poate prezenta invaginari lamelare in citoplasma; aceste invaginari se intalnesc la PK fotosintetizante si se numesc lamele fotosintetizante = tilacoide, la nivelul lor fiind localizate enzimele si proteinele implicate in fotosinteza (pigmentii asimilatori). La alte PK, la nivelul acestor expansiuni membranare in citoplasma se gasesc enzimele si pentru alte procese metabolice (respiratia celulara). In general, invaginarile plasmalemale au rolul de a creste suprafata de reactie a membranei plasmatice. Un tip particular de invaginare este mezosomul care are rol in respiratia celulara si in ancorarea moleculei de ADN in timpul replicarii acesteia si in timpul diviziunii celulare.

Peretele celular

situat deasupra plasmalemei

este rigid, mentinand forma celulei

asigura celulei protectia fizica (mecanica, termica etc.)

previne explozia/spargerea celulei in mediu hipotonic

dpdv chimic este alcatuit din peptidoglican = mureina - o retea de polizaharide interconectate si consolidate prin punti scurte de polipeptide (5 amino-acizi)

in functie de grosimea si de structura peretelui celular exista 2 categorii de bacterii: Gram-pozitive [Gram (+)] - au perete celular gros si Gram-negative [Gram (-)] - au perete celular subtire, dar mai complex.

Spatiul periplasmic - situat intre peretele celular si plasmalema; la acest nivel se depoziteaza substante de rezerva pentru celula.

Capsula - un strat gros de polizaharide sau proteine, situat deasupra peretelui celular la multe PK. Are 2 roluri principale: a) ajuta PK sa adere la substrat sau la alti indivizi cu formare de colonii si b) protejeaza PK patogene impotriva sistemului imunitar al gazdei infectate.

Citoplasma - masa celulara care umple spatiul delimitat de plasmalema; este densa, vascoasa, fara curenti citoplasmatici si fara citoschelet. In citoplasma se gasesc ribozomi de 70 S.

Nucleoidul (materialul genetic) este liber in citoplasma. Este reprezentat de o macromolecula de ADN circular, care este de fapt unicul cromozom bacterian. Acesta se pliaza si ocupa centrul celulei, fiin protejat mecanic de citoplasma densa.

Structuri genetice accesorii - reprezentate de plasmide = molecule mici de ADN circular care contin gene pentru rezistenta la antibiotice.

Fimbriile - sunt apendici filiformi, scurti, rigizi, numerosi; au rol in aderarea PK la substrat sau la alte celule bacteriene in formarea de colonii.

Pilul - este apendice filiform unic, lung, canaliculat; are rol in fenomenul de conjugare = transfer de material genetic de o celula-donoare la o alta celula-acceptoare; exista la bacteria donoare si are rolul de fixare a bacteriei acceptoare; prin scurtarea treptata a pilului, cele 2 celule vor fi aduse in vecinatate permitandu-se realizarea transferului de ADN.

Flagelii - sunt structuri filiforme lungi, cu rol in miscarea celulei bacteriene; sunt alcatuiti din molecule de flagelina. Difera structural si compozitional de flagelii celulelor eucariote.

Caracteristicile celulelor PK

Sunt foarte raspandite, avand mare capacitate adaptative.

Au metabolismul foarte ridicat datorita raportului suprafata/volum foarte mare si a faptului ca pot cataboliza o gama foarte larga de substante.

Pot metaboliza unele substante pe care alte organisme nu le pot metaboliza (cauciuc, mase plastice, detergenti, substante toxice etc.).

Au durata de generatie (de viata) foarte scurta, divizandu-se cu o rata inalta (de cateva ori pe zi).