4.2: Viini vya Prokaryotic

Last updated
Save as PDF

Page ID: 175911

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

Ujuzi wa Kuendeleza

Jina la mifano ya viumbe vya prokaryotic na eukaryotic
Linganisha na kulinganisha seli za prokaryotic na seli za eukaryotic
Eleza ukubwa wa jamaa wa aina tofauti za seli
Eleza kwa nini seli zinapaswa kuwa ndogo

Viini huanguka katika moja ya makundi mawili pana: prokaryotic na eukaryotic. Viumbe pekee vyenye seli moja ya vikoa Bakteria na Archaea huainishwa kama prokaryotes (pro- = “kabla”; -kary- = “kiini”). Viini vya wanyama, mimea, fungi, na protisti wote ni eukaryotes (eu- = “kweli”) na hujumuishwa na seli za eukaryotiki.

Vipengele vya seli za Prokaryotic

Seli zote zinashiriki vipengele vinne vya kawaida: 1) utando wa plasma, kifuniko cha nje kinachotenganisha mambo ya ndani ya seli na mazingira yake ya jirani; 2) cytoplasm, yenye cytosoli kama jelly ndani ya seli ambayo vipengele vingine vya seli hupatikana; 3) DNA, nyenzo za maumbile ya seli; na 4) ribosomes, ambayo synthesize protini. Hata hivyo, prokaryotes hutofautiana na seli za eukaryotic kwa njia kadhaa.

Prokaryote ni kiumbe rahisi, hasa kimoja cha seli (unicellular) ambacho hakina kiini, au organelle yoyote iliyofungwa kwa membrane. Sisi hivi karibuni kuja kuona kwamba hii ni tofauti sana katika eukaryotes. DNA ya Prokaryotic inapatikana katika sehemu kuu ya seli: nucleoid (Kielelezo\(\PageIndex{1}\)).

Katika mfano huu, kiini cha prokaryotic kina sura ya mviringo. Chromosome ya mviringo imejilimbikizia katika eneo linaloitwa nucleoid. Maji ndani ya seli huitwa cytoplasm. Ribosomes, iliyoonyeshwa kama miduara ndogo, kuelea kwenye cytoplasm. Cytoplasm imefungwa na membrane ya plasma, ambayo kwa upande wake imefungwa na ukuta wa seli. Capsule inazunguka ukuta wa seli. Bakteria iliyoonyeshwa ina flagellum inayojitokeza kutoka mwisho mmoja mwembamba. Pili ni protrusions ndogo ambayo mradi kutoka capsule katika pande zote. — Kielelezo\(\PageIndex{1}\): Takwimu hii inaonyesha muundo wa jumla wa seli ya prokaryotic. Prokaryotes zote zina DNA ya chromosomal iliyowekwa ndani ya nucleoid, ribosomu, utando wa seli, na ukuta wa seli. Miundo mingine iliyoonyeshwa iko katika baadhi, lakini sio yote, bakteria.

Prokaryotes nyingi zina ukuta wa seli ya peptidoglycan na wengi wana capsule ya polysaccharide (Kielelezo\(\PageIndex{1}\)). Ukuta wa seli hufanya kama safu ya ziada ya ulinzi, husaidia kiini kudumisha sura yake, na kuzuia maji mwilini. Capsule inawezesha kiini kushikamana na nyuso katika mazingira yake. Baadhi ya prokaryotes wana flagella, pili, au fimbriae. Flagella hutumiwa kwa locomotion. Pili hutumiwa kubadilishana nyenzo za maumbile wakati wa aina ya uzazi inayoitwa conjugation. Fimbriae hutumiwa na bakteria kushikamana na kiini cha jeshi.

Uhusiano wa Kazi: Microbiologist

Hatua bora zaidi mtu yeyote anaweza kuchukua ili kuzuia kuenea kwa magonjwa ya kuambukiza ni kuosha mikono yake. Kwa nini? Kwa sababu microbes (viumbe vidogo sana ambavyo vinaweza kuonekana tu na microscopes) ni ubiquitous. Wanaishi kwenye mlango wa mlango, pesa, mikono yako, na nyuso nyingine nyingi. Ikiwa mtu hupiga mkononi mwake na kugusa mlango wa mlango, na baadaye unagusa mlango huo huo, microbes kutoka kamasi ya chafya iko sasa mikononi mwako. Ikiwa unagusa mikono yako kwenye kinywa chako, pua, au macho yako, viumbe vidogo vinaweza kuingia mwili wako na vinaweza kukufanya ugonjwa.

Hata hivyo, sio microbes zote (pia huitwa microorganisms) husababisha ugonjwa; wengi ni kweli manufaa. Una microbes katika tumbo lako kwamba kufanya vitamini K. microorganisms nyingine hutumiwa kuvuta bia na mvinyo.

Microbiologists ni wanasayansi ambao hujifunza microbes. Microbiologists wanaweza kutekeleza idadi ya kazi. Sio tu wanaofanya kazi katika sekta ya chakula, pia wanaajiriwa katika maeneo ya mifugo na matibabu. Wanaweza kufanya kazi katika sekta ya dawa, kutumikia majukumu muhimu katika utafiti na maendeleo kwa kutambua vyanzo vipya vya antibiotics ambavyo vinaweza kutumika kutibu maambukizi ya bakteria.

Wataalamu wa microbiologists wa mazingira wanaweza kutafuta njia mpya za kutumia viumbe vyenye kuchaguliwa au vinasaba kwa ajili ya kuondolewa kwa uchafuzi kutoka kwenye udongo au chini ya ardhi, pamoja na vipengele vya hatari kutoka kwenye maeneo yaliyotokana na uchafu. Matumizi haya ya microbes huitwa teknolojia za bioremediation. Wataalamu wa microbiolojia wanaweza pia kufanya kazi katika uwanja wa bioinformatics, kutoa maarifa maalumu na ufahamu kwa kubuni, maendeleo, na maalum ya mifano ya kompyuta ya, kwa mfano, magonjwa ya bakteria.

Ukubwa wa kiini

Katika kipenyo cha 0.1 hadi 5.0 μm, seli za prokaryotic ni ndogo sana kuliko seli za eukaryotic, ambazo zina kipenyo kinachoanzia 10 hadi 100 μm (Kielelezo\(\PageIndex{2}\)). Ukubwa mdogo wa prokaryotes huruhusu ions na molekuli za kikaboni zinazoingia ili kuenea haraka kwa sehemu nyingine za seli. Vile vile, taka yoyote zinazozalishwa ndani ya kiini cha prokaryotic inaweza kuenea haraka. Hii sio katika seli za eukaryotic, ambazo zimeanzisha mabadiliko tofauti ya miundo ili kuongeza usafiri wa intracellular.

Sehemu a: Ukubwa wa jamaa kwa kiwango cha logarithmic, kutoka 0.1 nm hadi 1 m, huonyeshwa. Vitu vinaonyeshwa kutoka ndogo hadi kubwa zaidi. Kitu kidogo kilichoonyeshwa, atomi, ni karibu 1 nm kwa ukubwa. Vitu vikubwa vilivyofuata vinavyoonyeshwa ni lipidi na protini; molekuli hizi ni kati ya nm 1 na 10. Bakteria ni karibu nm 100, na mitochondria ni karibu 1 ya Kigiriki mu m. seli za mimea na wanyama ni kati ya 10 na 100 ya Kigiriki mu m. yai ya binadamu ni kati ya 100 ya Kigiriki mu m na 1 mm. Yai ya chupa ni karibu 1 mm. Yai ya kuku na yai ya mbuni ni kati ya mm 10 na 100, lakini yai ya mbuni ni kubwa. Kwa kulinganisha, mwanadamu ni takriban m 1 mrefu. — Kielelezo\(\PageIndex{2}\): Takwimu hii inaonyesha ukubwa wa jamaa wa microbes kwa kiwango cha logarithmic (kumbuka kwamba kila kitengo cha ongezeko la kiwango cha logarithmic kinawakilisha ongezeko la mara 10 kwa kiasi kinachopimwa).

Ukubwa mdogo, kwa ujumla, ni muhimu kwa seli zote, iwe ni prokaryotic au eukaryotic. Hebu tuchunguze kwa nini ndivyo ilivyo. Kwanza, tutazingatia eneo na kiasi cha kiini cha kawaida. Si seli zote ni spherical katika sura, lakini wengi huwa na takriban nyanja. Unaweza kukumbuka kutoka kozi yako ya jiometri ya shule ya sekondari kwamba fomu ya eneo la uso wa nyanja ni\(4\pi r^2\), wakati formula ya kiasi chake ni\(4\pi r^2/3\). Kwa hiyo, kama radius ya seli inavyoongezeka, eneo lake la uso huongezeka kama mraba wa radius yake, lakini kiasi chake kinaongezeka kama mchemraba wa radius yake (kwa kasi zaidi). Kwa hiyo, kama kiini kinaongezeka kwa ukubwa, uwiano wake wa eneo la eneo hadi kiasi hupungua. Kanuni hiyo ingetumika kama kiini kilikuwa na sura ya mchemraba (Kielelezo\(\PageIndex{3}\)). Ikiwa kiini kinakua kikubwa mno, utando wa plasma hautakuwa na eneo la uso wa kutosha ili kuunga mkono kiwango cha kutenganishwa kinachohitajika kwa kiasi kilichoongezeka. Kwa maneno mengine, kama kiini kinakua, inakuwa chini ya ufanisi. Njia moja ya kuwa na ufanisi zaidi ni kugawanya; njia nyingine ni kuendeleza organelles zinazofanya kazi maalum. Marekebisho haya yanasababisha maendeleo ya seli za kisasa zaidi zinazoitwa seli za eukaryotiki.

Sanaa Connection

Kwenye upande wa kushoto, uwanja wa 1 mm mduara umewekwa kwenye sanduku la upana sawa. Kwa upande wa kulia, nyanja hiyo imefungwa katika sanduku 2 mm kwa kipenyo. — Kielelezo\(\PageIndex{3}\): Angalia kwamba kama kiini kinaongezeka kwa ukubwa, uwiano wake wa eneo la eneo hadi kiasi hupungua. Wakati kuna eneo la kutosha la uso ili kuunga mkono kiasi cha kuongezeka kwa seli, kiini kitagawanya au kufa. Kiini upande wa kushoto ina kiasi cha\(\mathrm{1\: mm^3}\) na eneo la uso\(\mathrm{6\: mm^2}\), na uwiano wa eneo la uso hadi kiasi cha\(1\), ambapo kiini upande wa kulia kina kiasi cha\(\mathrm{8\: mm^3}\) na eneo la uso\(\mathrm{24\: mm^2}\), na uwiano wa eneo la uso kwa kiasi cha\(3\) hadi\(1\).\(6\)

Seli za prokaryotic ni ndogo sana kuliko seli za eukaryotic. Ni faida gani ambazo ukubwa wa seli ndogo huwapa kiini? Nini faida inaweza kubwa kiini ukubwa na?

Muhtasari

Prokaryotes ni viumbe vingi vya seli moja ya vikoa Bakteria na Archaea. Prokaryotes zote zina utando wa plasma, saitoplazimu, ribosomu, na DNA ambazo hazifungwa kwa utando. Wengi wana kuta za seli za peptidoglycan na wengi wana vidonge vya polysaccharide. Siri za Prokaryotic zinatokana na kipenyo kutoka 0.1 hadi 5.0 μm.

Kama kiini kinaongezeka kwa ukubwa, uwiano wake wa eneo la eneo hadi kiasi hupungua. Ikiwa kiini kinakua kikubwa mno, utando wa plasma hautakuwa na eneo la uso wa kutosha ili kuunga mkono kiwango cha kutenganishwa kinachohitajika kwa kiasi kilichoongezeka.

Sanaa Connections

Kielelezo\(\PageIndex{3}\): Seli za Prokaryotic ni ndogo sana kuliko seli za eukaryotic. Ni faida gani ambazo ukubwa wa seli ndogo huwapa kiini? Nini faida inaweza kubwa kiini ukubwa na?

Jibu: Vipengele vinaweza kueneza haraka zaidi kupitia seli ndogo. Seli ndogo hazina haja ya organelles na kwa hiyo hazihitaji kutumia nishati kupata vitu kwenye membrane ya organelle. Seli kubwa zina organelles ambazo zinaweza kutenganisha michakato ya seli, na kuwawezesha kujenga molekuli ambazo ni ngumu zaidi.

faharasa

nucleoid: sehemu ya kati ya seli ya prokaryotic ambayo chromosome inapatikana

prokaryote: viumbe vya unicellular ambavyo havipo kiini au organelle nyingine yoyote ya membrane