Sadržaj
Stanice se često nazivaju osnovnim „građevnim blokovima“ života, ali „funkcionalne jedinice“ su možda bolji pojam. Napokon, sama stanica sadrži brojne različite dijelove, one koji moraju raditi zajedno kako bi stvorili okruženje gostoljubivo za operativnu ćeliju.
Štoviše, jedna stanica često je život, kao jedna ćelija može i često tvoriti čitav, živi organizam. To je slučaj s gotovo svim prokariotima, čiji primjeri su E coli bakterija i stafilokokni mikrobne vrste.
Bakterije i Archaea su to dvoje prokariotske domene, jednoćelijski organizmi s vrlo jednostavnim stanicama. Eukaryota, s druge strane, obično su velike i višećelijske. Ova domena uključuje životinje, biljke, proteiste i gljivice.
Na staničnoj razini, međutim, prokariotska prehrana se ne razlikuje toliko od eukariotske prehrane, barem u trenutku kada proces prehrane započinje za obje.
Osnove ćelija
Sve stanice, bez obzira na njihovu evolucijsku povijest i razinu sofisticiranosti, imaju četiri zajedničke strukture: DNK (deoksiribonukleinska kiselina - genetski materijal stanica u cijeloj prirodi), plazma (stanična) membrana koja štiti stanicu i zatvara njen sadržaj, ribosome stvaraju proteine i citoplazmu, gel sličan matriks koji čini većinu većine većine stanica.
Eukariotske stanice imaju unutarnje strukture s dvostrukom membranom povezane organele koje nedostaju prokariotske stanice. Jezgro u kojem se nalazi DNK u tim ćelijama ima membranu koja se naziva nuklearna ovojnica. Eukarioti su doveli do jedinstvenih metaboličkih potreba i sposobnosti aerobno disanje, sredstvo pomoću kojeg stanice mogu izvući najviše moguće energije iz molekule šećera sa ugljikom glukoza.
Prokariotska prehrana
Prokarioti nemaju sve potrebe za rastom koje ispunjavaju eukarioti.
Kao prvo, ti organizmi ne mogu narasti do velikih pojedinačnih veličina. Za drugu, oni se ne razmnožavaju seksualno. I pored toga, u prosjeku se razmnožavaju mnogo puta brže nego čak i životinje koje se najbrže uzgajaju. Zbog toga je njihov glavni "posao" ne pariti se, nego jednostavno i doslovno podijeliti, prenoseći svoj DNK na sljedeće generacije.
Zbog toga su prokarioti nutritivno sposobni "prijeći", koristeći se samo glikoliza, niz od 10 reakcija koje se događaju u citoplazmi prokariotskih i eukariotskih stanica. Kod prokariota dolazi do stvaranja dvaju ATP (adenozin trifosfat, "energetska valuta" svih stanica) i dvije molekule piruvata po upotrijebljenoj molekuli glukoze.
U eukariotskim stanicama glikoliza je samo ulaz u reakcije aerobnog disanja, završni koraci procesa staničnog disanja.
Pregled glikolize
Uz rijetke iznimke, potrebe za staničnim rastom prokariota moraju se u potpunosti ispuniti iz procesa glikolize.
Iako glikoliza daje tek skromno pojačanje energije (dva ATP-a po molekuli glukoze) u usporedbi s onim što mogu ponuditi reakcije Krebsova ciklusa i lanca transporta elektrona u mitohondrijama (dodatnih 34 do 36 ATP-a u kombinaciji), to je dovoljno da se zadovolji skromno potrebe prokariotskih stanica. Posljedično, i njihova je prehrana jednostavna.
Prvi dio glikolize vidi kako glukoza ulazi u ćeliju, prolazi kroz dvije dodatke fosfata i može se organizirati u molekulu fruktoze prije nego što se ovaj proizvod konačno podijeli na dvije identične molekule s tri ugljika, a svaka ima svoju fosfatnu skupinu.
To zapravo zahtijeva ulaganje dva ATP-a. Ali nakon cijepanja, svaka tri ugljikova molekula doprinosi sintezi dva ATP-a, što daje ukupni prinos od četiri ATP-a za ovaj dio glikolize i neto prinos dva ATP-a za ukupnu glikolizu.
Prokariotske stanice: koncepti laboratorija
Koncept rasta koji se primjenjuje na prokariotske stanice ne mora se odnositi na rast pojedinih stanica; može se odnositi i na rast populacije bakterijskih stanica, ili kolonije. Bakterijske stanice često imaju vrlo kratka generacijska (reproduktivna) vremena, poredanih sati. Usporedite to s 20 do 30 godine viđen između ljudskih generacija u suvremenom svijetu.
Bakterije se mogu uzgajati na mediju kao što je agar, koji sadrži glukozu i potiču bakterije da rastu. Coulter šalteri i protočni citometri su instrumenti koji se koriste za brojanje bakterija, mada se mikroskopski brojevi također koriste izravno.