Cấu trúc tế bào Prokaryote

Tế bào prokaryote là cấu trúc cơ bản của vi khuẩn (và vi khuẩn cổ): một tế bào có vật liệu di truyền nằm tự do trong tế bào chất mà không có nhân được bao bọc bởi màng, được bao quanh bởi màng sinh chất và, ở hầu hết vi khuẩn, một thành tế bào, và được trang bị các cấu trúc bề mặt và bên trong thực hiện chức năng vận động, bám dính và các quá trình hóa học cơ bản của sự sống.

Definition

Cấu trúc tế bào prokaryote là tổ chức tế bào của vi khuẩn được đặc trưng bởi sự vắng mặt của nhân được bao bọc bởi màng và các bào quan có màng, với nhiễm sắc thể được tổ chức thành vùng nhân (nucleoid) và quá trình tổng hợp protein được thực hiện bởi ribosome 70S.

Scope

Chủ đề này mô tả các thành phần chung của tế bào vi khuẩn, vùng nhân (nucleoid) và plasmid, tế bào chất và ribosome 70S, màng sinh chất, thành tế bào và vỏ tế bào, và các phần phụ bề mặt như tiên mao (flagella), lông nhung (pili) và vỏ nang (capsule), đồng thời đối chiếu cấu trúc prokaryote với tế bào eukaryote. Nó coi đây là giải phẫu tham chiếu; vỏ tế bào, hình dạng và khả năng bắt màu được đề cập chi tiết trong các chủ đề liên quan.

Core questions

• Những cấu trúc nào là phổ biến ở hầu hết các tế bào vi khuẩn?
• Nhiễm sắc thể vi khuẩn được tổ chức và sắp xếp không gian như thế nào mà không có nhân?
• Điều gì phân biệt cấu trúc tế bào prokaryote với cấu trúc tế bào eukaryote?

Key concepts

• Vùng nhân (Nucleoid) và plasmid
• Ribosome 70S
• Màng sinh chất
• Thành tế bào và vỏ tế bào
• Protein khung xương tế bào (ví dụ: MreB, FtsZ)
• Phần phụ bề mặt: tiên mao (flagella), lông nhung (pili), vỏ nang (capsule)
• Sự vắng mặt của các bào quan có màng

Mechanisms

Một tế bào vi khuẩn bao bọc tế bào chất của nó trong một màng sinh chất thực hiện quá trình chuyển đổi năng lượng và vận chuyển; ở hầu hết các loài, một thành tế bào bên ngoài cung cấp hình dạng và sự bảo vệ. Nhiễm sắc thể thường là một phân tử DNA vòng được cô đặc thành vùng nhân (nucleoid) và không được ngăn cách với tế bào chất bởi màng nhân, do đó quá trình phiên mã và dịch mã có thể xảy ra đồng thời; các gen bổ sung có thể nằm trên plasmid. Quá trình tổng hợp protein sử dụng ribosome 70S. Mặc dù từ lâu được coi là không có cấu trúc, vi khuẩn sở hữu các protein khung xương tế bào, chẳng hạn như đồng đẳng actin MreB và đồng đẳng tubulin FtsZ, tổ chức tế bào, định vị nhiễm sắc thể và điều khiển sự phân chia và hình dạng. Các cấu trúc bề mặt, tiên mao (flagella) để vận động, lông nhung (pili) để bám dính và tiếp hợp, và vỏ nang (capsule) hoặc lớp nhầy (slime layers), làm trung gian tương tác với môi trường.

Clinical relevance

Một số cấu trúc đặc trưng của prokaryote, thành tế bào, ribosome 70S, và bộ máy màng và phân chia độc đáo, là những điểm mà sinh học prokaryote và eukaryote khác biệt và do đó là trung tâm cho cách các nhà vi sinh vật học mô tả và phân biệt các tế bào vi khuẩn. Mục này là giải phẫu tham chiếu mô tả và không phải là cơ sở cho các quyết định chẩn đoán hoặc điều trị cá nhân.

Evidence & guidelines

Mô tả cấu trúc được củng cố trong các sách giáo khoa vi sinh vật học tiêu chuẩn, trong khi sự phân biệt phân tử của giới prokaryote và việc phát hiện ra khung xương tế bào vi khuẩn dựa trên các tài liệu chính trong phát sinh loài phân tử và sinh học tế bào.

History

Sự phân biệt prokaryote-eukaryote được chính thức hóa vào giữa thế kỷ XX dựa trên sự vắng mặt của nhân và các bào quan, và phát sinh loài phân tử của những năm 1970 đã định nghĩa lại thế giới prokaryote. Việc phát hiện sau này rằng vi khuẩn sở hữu các protein khung xương tế bào đã lật đổ quan điểm cũ về tế bào vi khuẩn như một túi enzyme không có cấu trúc.

Key figures

• Carl Woese
• Lucy Shapiro
• Zemer Gitai

Seminal works

• woese-1977
• silhavy-2010
• gitai-2005

Frequently asked questions

Sự khác biệt chính giữa tế bào prokaryote và eukaryote là gì?

Tế bào prokaryote thiếu nhân được bao bọc bởi màng và các bào quan có màng; nhiễm sắc thể của chúng nằm trong tế bào chất dưới dạng vùng nhân (nucleoid) và chúng sử dụng ribosome 70S thay vì 80S.

Vi khuẩn có khung xương tế bào không?

Có. Vi khuẩn sở hữu các protein khung xương tế bào như MreB (một đồng đẳng actin) và FtsZ (một đồng đẳng tubulin) tổ chức hình dạng tế bào, vị trí nhiễm sắc thể và sự phân chia.