Was ist die Struktur einer Bakterienzelle?
Bakterien sind einzellige Organismen mit einer prokaryotischen Zellstruktur. Während Bakterienzellen in einigen strukturellen Elementen wie Größe und Form variieren, teilen sie alle die gemeinsamen Merkmale von Prokaryoten. Prokaryontische Zellen zeichnen sich dadurch aus, dass sie keine durch Membranen gebundenen Kerne oder andere Organellen aufweisen.
Die Bakterienzelle ist geschützt und in einer Zellwand enthalten, die aus Peptidoglycan, einem Zucker- und Proteinpolymer besteht. Bakterien mit dicken Zellwänden werden als grampositiv bezeichnet, während solche mit dünnen Zellwänden, die von einer Lipidmembran umgeben sind, als gramnegativ bezeichnet werden. Die Zellwand schützt die Zelle vor den Auswirkungen des Turgordrucks, der sich aus der höheren Konzentration des gelösten Stoffs in der Zelle im Vergleich zur Umgebung der Zelle ergibt.
Einige Bakterienzellen haben äußere Strukturen. Flagellen, lange, flexible Strukturen aus dem Protein Flagellin, ragen aus der Zellwand heraus und verleihen der Bakterienzelle zusätzliche Beweglichkeit. Pili und Fimbrae sind kurze Proteinröhrchen, die unter Proteobakterien vorkommen und es der Bakterienzelle ermöglichen, sich an ein Substrat oder eine andere Bakterienzelle zu binden.
Das Zytoplasma oder die innere Flüssigkeit der Zelle von der Zellwand zu trennen, ist die Zellmembran. Diese Membran wirkt als Vermittler beim Transport von Material in und aus der Zelle. Die Bakterienzellmembran ist eine Phospholipiddoppelschicht, die aus Fettsäuren besteht und nur für bestimmte Ionen und Moleküle durchlässig ist.
Das Innere der Bakterienzelle ist ziemlich einfach, da prokaryotische Zellen nicht viele innere Strukturen enthalten. Die genetische Information einer Bakterienzelle ist in einer Supercoiled-Struktur aus Desoxyribonukleinsäure (DNA) kodiert, die in der als Nukleoid bekannten Region suspendiert ist. Das Bakterienchromosom ist normalerweise kreisförmig.
Andere kleine DNA-Stücke, die als Plasmide bekannt sind, schweben unabhängig vom Hauptchromosom im Zytoplasma. Diese Fragmente kodieren für nicht wesentliche Merkmale und können zwischen Bakterien ausgetauscht werden. Das Fehlen eines membrangebundenen Kerns ermöglicht es der DNA in einer Bakterienzelle, direkter mit Ribosomen zu interagieren, die für den Translationsprozess oder den Transfer genetischer Daten verantwortlich sind.
Ribosomen und das Bakterienchromosom sind die grundlegendsten intrazellulären Strukturen im Zytoplasma einer Bakterienzelle, obwohl einige Arten von Bakterien kompliziertere Strukturen aufweisen. Zum Beispiel haben einige Arten von bakteriellem Plankton Gasvesikel in ihren Zellen, die es ihnen ermöglichen, ihren Auftrieb im Wasser anzupassen. Strukturelle Filamente, die ein Zytoskelett umfassen, wurden auch in Bakterienzellen beobachtet.