Prokaryotik Hücre Yapısı
Prokaryotik hücre, bakteriler (ve arkeler) tarafından paylaşılan yapısal plandır: genetik materyali sitoplazmada zarla çevrili bir çekirdek olmaksızın serbestçe bulunan, bir plazma zarı ve çoğu bakteride bir hücre duvarı ile çevrili, hareket, bağlanma ve yaşamın temel kimyasını gerçekleştiren yüzey ve iç yapılarla donatılmış bir hücredir.
Tanım
Prokaryotik hücre yapısı, zarla çevrili bir çekirdeğin ve zarla çevrili organellerin yokluğu, kromozomun bir nükleoid olarak organize olması ve protein sentezinin 70S ribozomlar tarafından gerçekleştirilmesi ile karakterize edilen bakterilerin hücresel organizasyonudur.
Kapsam
Bu konu, bakteri hücrelerinde ortak olan bileşenleri, nükleoid ve plazmidleri, sitoplazmayı ve 70S ribozomları, plazma zarını, hücre duvarını ve zarfını, ayrıca flagella, pilus ve kapsül gibi yüzey uzantılarını tanımlamakta ve prokaryotik planı ökaryotik hücre ile karşılaştırmaktadır. Bu bileşenler referans anatomi olarak ele alınmaktadır; zarf, şekil ve boyanma kardeş konularda detaylı olarak işlenmektedir.
Temel sorular
- Esasen tüm bakteri hücrelerinde ortak olan yapılar hangileridir?
- Bakteriyel kromozom, bir çekirdek olmaksızın nasıl organize olmakta ve uzamsal olarak düzenlenmektedir?
- Prokaryotik hücre planını ökaryotik olandan ayıran nedir?
Anahtar kavramlar
- Nükleoid ve plazmidler
- 70S ribozomlar
- Plazma zarı
- Hücre duvarı ve zarfı
- Sitoiskelet proteinleri (örn. MreB, FtsZ)
- Yüzey uzantıları: flagella, pilus, kapsül
- Zarla çevrili organellerin yokluğu
Mekanizmalar
Bir bakteri hücresi, sitoplazmasını enerji dönüşümü ve taşıma işlevlerini yerine getiren bir plazma zarı içinde çevrelemektedir; çoğu türde dış bir duvar şekil ve koruma sağlamaktadır. Kromozom, tipik olarak bir nükleoid içinde yoğunlaşmış dairesel bir DNA molekülüdür ve sitoplazmadan bir çekirdek zarı ile ayrılmamıştır, bu nedenle transkripsiyon ve translasyon birlikte gerçekleşebilmektedir; ek genler plazmidlerde bulunabilmektedir. Protein sentezi 70S ribozomları kullanmaktadır. Uzun süre yapısız olarak kabul edilmelerine rağmen, bakteriler hücreyi organize eden, kromozomu konumlandıran ve bölünme ile şekli yönlendiren aktin homoloğu MreB ve tübülin homoloğu FtsZ gibi sitoiskelet proteinlerine sahiptir. Hareket için flagella, bağlanma ve konjugasyon için pilus ve kapsüller veya sümüksü tabakalar gibi yüzey yapıları, çevre ile etkileşimi sağlamaktadır.
Klinik önem
Duvar, 70S ribozom ve benzersiz zar ve bölünme mekanizmaları gibi çeşitli prokaryota özgü yapılar, prokaryotik ve ökaryotik biyolojinin ayrıldığı noktalar olup, bu nedenle mikrobiyologların bakteri hücrelerini tanımlama ve ayırt etme biçimlerinin merkezinde yer almaktadır. Bu madde tanımlayıcı bir referans anatomi olup, bireysel tanı veya tedavi kararları için bir temel değildir.
Kanıt ve kılavuzlar
Yapısal açıklama standart mikrobiyoloji ders kitaplarında pekiştirilmişken, prokaryotik alanın moleküler ayrımı ve bakteriyel sitoiskeletin keşfi moleküler filogeni ve hücre biyolojisi alanındaki birincil literatüre dayanmaktadır.
Tarihçe
Prokaryot-ökaryot ayrımı, yirminci yüzyılın ortalarında bir çekirdek ve organellerin yokluğu temelinde resmileştirilmiş ve 1970'lerin moleküler filogenisi prokaryotik dünyayı yeniden tanımlamıştır. Bakterilerin sitoiskelet proteinlerine sahip olduğunun daha sonra keşfedilmesi, bakteri hücresinin enzimlerden oluşan yapısız bir torba olduğu yönündeki eski görüşü altüst etmiştir.
Öne çıkan isimler
- Carl Woese
- Lucy Shapiro
- Zemer Gitai
İlgili konular
Temel eserler
- woese-1977
- silhavy-2010
- gitai-2005
Sıkça sorulan sorular
- Prokaryotik ve ökaryotik hücre arasındaki temel fark nedir?
- Prokaryotik hücrelerde zarla çevrili bir çekirdek ve zarla çevrili organeller bulunmamaktadır; kromozomları sitoplazmada bir nükleoid olarak yer almakta ve 80S yerine 70S ribozomları kullanmaktadırlar.
- Bakterilerde sitoiskelet bulunur mu?
- Evet. Bakteriler, hücre şeklini, kromozom konumunu ve bölünmeyi organize eden MreB (bir aktin homoloğu) ve FtsZ (bir tübülin homoloğu) gibi sitoiskelet proteinlerine sahiptir.