Prokaryotická bunka

Prokaryotická bunka tvorí vždy iba jednobunkové organizmy, a to baktérie, archeóny a sinice. Veľkosť je veľmi variabilná, najčastejšie má 1–2 µm. Prokaryotická bunka je aj tvarovo veľmi rôznorodá, najčastejší tvar buniek je guľovitý alebo tyčinkovitý. Je fylogeneticky staršia ako eukaryotická bunka a má jednoduchšiu organizáciu.

Niektoré prokaryotické organizmy, ako napríklad sinice, môžu tvoriť kolónie buniek v tvare vláken (vláknité sinice). Tieto kolónie síce obsahujú mnohé bunky usporiadané do vlákien, ale každá bunka je schopná samostatnej existencie a nemá prepojenú cytoplazmu s ostatnými. Jednotlivé bunky v kolónii sa nazývajú klony. Okrem siníc a baktérií sa kolónie tvoria aj u kvasiniek a plesní, hoci tieto patria k eukaryotom.

V rámci vlákna sa u niektorých prokaryotov môžu nachádzať aj bunky odlišného tvaru a farby, ktoré slúžia na prečkanie nepriaznivých podmienok. Tieto tvarovo a funkčne odlišné bunky – spóry – tvoria napríklad niektoré bacily (baktérie), ktoré sú schopné prežívať dlhé obdobia v stave dormancie.

V jednej prokaryotickej bunke sa nachádza približne 1000 druhov enzýmov. Prokaryoty vykonávajú množstvo biochemických reakcií potrebných pre ich rast, reprodukciu a prežitie, a na tieto procesy využívajú široké spektrum enzýmov. Tento počet môže byť rôzny v závislosti od typu bunky (baktéria, sinice a pod.) a jej metabolických schopností.

Štruktúra a funkcie prokaryotickej bunky link

V základnej cytoplazme prokaryotickej bunky sa nachádzajú inklúzie a zásobné látky (glykogén, poly-β-hydroxymaslová kyselina, volutín, kvapôčky síry u sírnych baktérií). Keďže prokaryotická bunka nie je rozdelená na kompartmenty, cytoplazma (a cytoplazmatická membrána) je hlavným prostredím pre metabolické deje.

Prokaryoty nemajú membránové štruktúry, okrem cytoplazmatickej membrány. Tá má rovnakú štruktúru a funkciu ako u eukaryotických buniek, ale u prokaryot má aj funkciu metabolickú, lebo obsahuje enzýmy dýchacieho reťazca, enzýmy na syntézu lipidov, príp. aparát na fotosyntézu. Mezozóm je vchlípenina plazmatickej membrány a sú tu lokalizované enzýmy zúčastňujúce sa na oxidatívnej fosforylácii a syntéze ATP.

Nad cytoplazmatickou membránou prokaryot sa nachádza bunková stena. Bakteriálna bunková stena sa skladá z mureínu, resp. pseudomureínu u archeónov. Po chemickej stránke je to peptidoglykán (je zložený z peptidov a cukrov) a rozpoznáva ho nešpecifická imunita. V peptidoch bunkovej steny sa nachádzajú aminokyseliny v D-konformácii (pravotočivá), a preto sú ťažšie rozložiteľné. Bunková stena je priepustná, pórovitá, dáva bunke tvar a chráni ju pred vysokým osmotickým tlakom, ktorý vytvára vnútorné prostredie bunky. Niektoré prokaryoty majú nad bunkovou stenou vytvorené hlienové puzdrá (kapsuly) pozostávajúce z hydratovanej vrstvy polysacharidov, lipidov a bielkovín. Zvyšujú odolnosť bunky.

Jadro prokaryotickej bunky nie je ohraničené membránou. Je tvorené jednou kruhovou molekulou DNA, ktorá je prichytená k vnútornej strane cytoplazmatickej membrány. Iné názvy pre prokaryotické jadro sú nepravé jadro, nukleoid, difúzne jadro alebo prokaryon. Z genetického hľadiska je to chromozóm, avšak je to len holá DNA, bez histónov a kyslých bielkovín. Ak chceme na vyjadrenie genómu prokaryotickej bunky použiť "eukaryotickú" terminológiu, povieme, že prokaryotická bunka je haploidná a má vždy jeden chromozóm.

Okrem chromozómu sa v cytoplazme prokaryotickej bunky môžu vyskytovať malé kruhové molekuly DNA, ktoré sa nazývajú plazmidy. Sú charakteristické hlavne pre baktérie. V bunke sú prítomné v niekoľkých až mnohých kópiách (nízko- a vysokokópiové plazmidy). Replikujú sa nezávisle od chromozómu. Informácia v nich obsiahnutá je pre bunku doplnková (neesenciálna), ale za istých podmienok výhodná, pretože plazmidy môžu niesť napr. gény rezistencie na antibiotiká. Konjugatívne plazmidy prechádzajú z jednej bakteriálnej bunky do druhej procesom konjugácie. Šírenie rezistencie na antibiotiká takýmto spôsobom predstavuje vážny medicínsky problém.

Všetky prokaryotické bunky obsahujú ribozómy. Ich funkcia je rovnaká ako v prípade eukaryotickej bunky, ale líšia sa veľkosťou a majú nižšiu sedimentačnú konštantu (70S oproti 80S).

Niektoré prokaryoty majú aj bičík, resp. viac bičíkov. Tvorí ich bielkovina flagelín a nikdy nemajú stavbu 9+2 ako bičíkaté štruktúry eukaryot. Bičík je ukotvený v bunke bazálnym telieskom.

Fimbrie (pilusy) sú taktiež útvary len niektorých prokaryot. Sú to krátke vlákna na povrchu bunky. Slúžia na konjugáciu (konjugatívne pilusy) alebo priľnutie (adhéziu) k povrchu substrátu alebo hostiteľskej bunky.

V bunkách fotosyntetizujúcich baktérií a siníc sa vytvárajú invaginované (vchlípené) úseky plazmatickej membrány alebo oddelené vezikuly, ktoré sú voľne uložené v cytoplazme. Označujú sa ako tylakoidy a tvoria primitívny fotosyntetický aparát. Sú tu viazané fotosyntetické pigmenty (chlorofyl, fykoerytrín, fykocyanín u siníc, bakteriochlorofyl u fotosyntetizujúcich baktérií).

Delenie prokaryotickej bunky link

Prokaryotické bunky sa delia jednoduchým spôsobom. Po zdvojení chromozómu (ktorý je pripojený k plazmatickej membráne) sú obidva chromozómy prichytené vedľa seba. Rastom cytoplazmatickej membrány v úseku medzi prichytenými miestami sa obidva chromozómy od seba vzďaľujú. Uprostred materskej bunky sa vytvorí priehradka, ktorá ju rozdelí na dve dcérske bunky.