Məlumat

22.2: Prokariotların quruluşu - Biologiya

22.2: Prokariotların quruluşu - Biologiya



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

22.2: Prokariotların quruluşu

22.2: Prokariotların quruluşu - Biologiya

Prokaryotik və eukaryotik hüceyrələr arasında bir çox fərq var. Bununla belə, bütün hüceyrələrin dörd ümumi quruluşu var: hüceyrə üçün maneə rolunu oynayan və hüceyrəni ətraf mühitdən ayıran plazma membranı sitoplazma, hüceyrənin içərisində jele kimi bir maddə olan nuklein turşuları, hüceyrənin genetik materialı və ribosomlar. , burada protein sintezi baş verir. Prokaryotlar müxtəlif formalarda olurlar, lakin bir çoxları üç kateqoriyaya bölünür: kokklar (sferik), basillər (çubuqşəkilli) və spirillər (spiral formalı) (Şəkil 1).

Şəkil 1. Prokaryotlar formalarına görə üç əsas kateqoriyaya bölünürlər, burada skan edən elektron mikroskopiyadan istifadə etməklə görüntülənirlər: (a) kokklar və ya sferik (bir cüt göstərilmişdir) (b) basillər və ya çubuqşəkilli və (c) spirillər və ya spiralvari. (kredit: Janice Haney Carr tərəfindən işin dəyişdirilməsi, Dr. Richard Facklam, CDC krediti c: Dr. David Cox tərəfindən işin dəyişdirilməsi, Matt Russell-dən miqyaslı məlumat)

Öyrənmə Məqsədləri

  • Tipik bir prokariotun əsas quruluşunu təsvir edin
  • Arxeya və Bakteriyalar arasındakı əhəmiyyətli struktur fərqlərini təsvir edin

Səviyyə Biologiya: Prokaryotların quruluşu və bölünməsi (ikili parçalanma)

A: Sitoplazma. Bütün metabolik reaksiyalar üçün lazım olan bütün fermentləri ehtiva edir (çünki prokaryotların hüceyrə orqanoidləri yoxdur).

B: Ribosomlar. Daha kiçik (70S) tip (zülal sintezi sahələri).

C: Nukleoid / dairəvi DNT. DNT olan sitoplazmanın bölgəsi. O, nüvə membranı ilə əhatə olunmur. Prokaryotik DNT həmişə dairəvidir və xromatin əmələ gətirən heç bir zülalla əlaqəli DEYİL.

D: Plazmid. Kiçik DNT dairələri bakteriya hüceyrələri arasında DNT mübadiləsi üçün istifadə olunur və gen mühəndisliyi üçün çox faydalıdır.

E: Hüceyrə membranı. Fosfolipid ikiqatlı - Fosfolipidlərdən və zülallardan ibarətdir (eynilə eukaryotik hüceyrə membranları kimi).

F: Hüceyrə divarı. Bir qlikoprotein olan mureindən hazırlanmışdır (yəni zülal/karbohidrat kompleksi, həmçinin peptidoqlikan adlanır). Qram boyama ilə fərqləndirilə bilən iki növ hüceyrə divarı var: Qram-müsbət bakteriyaların qalın hüceyrə divarı var və bənövşəyi rəngə boyanır, qram-mənfi bakteriyaların xarici lipid təbəqəsi olan nazik hüceyrə divarı var və çəhrayı rəngə boyanır.

G: Kapsul (və ya Slime Layer). Eukariotların qlikokaliksi kimi hüceyrə divarının xaricində qalın polisaxarid təbəqəsi. Funksiya: Hüceyrələri bir-birinə yapışdırmaq üçün, qida ehtiyatı kimi, qurumadan və kimyəvi maddələrdən və faqositozdan qorunmaq üçün.

H: Flagellum. Hərəkətlilik (hərəkət/hərəkət) üçün istifadə olunan sərt fırlanan spiral formalı quyruq. Flagella "motor" hüceyrə membranına yerləşdirilib və membran boyunca Hidrogen ionu qradiyenti ilə idarə olunur. Saat əqrəbi istiqamətində fırlanma hüceyrəni s irəli aparır, saat yönünün əksinə fırlanma isə xaotik fırlanmaya səbəb olur. Flagella təbiətdə fırlanan "motor"-un yeganə məlum nümunəsidir!

Səviyyə Biologiya: Prokaryotik hüceyrənin quruluşu və funksiyası (Bakteriya hüceyrələrinin quruluşu və funksiyası)

Bu Dərsin İmtahan Xüsusiyyətinizə uyğun olduğunu yoxlayın!

00:26 Prokaryotlar (bakteriyalar)

01:40 Bakteriyalar müxtəlifdir

02:19 Bəzi Bakteriyalar əlavə xüsusiyyətlərə malikdir

02:52 Struktur -- Bakterial (prokaryotik) hüceyrənin funksiyası Xüsusiyyətləri.

Səviyyə Biologiya: - Prokaryotik Hüceyrə Bölməsi:

Bakteriyaların ikili parçalanma ilə bölünməsi.

Bu Dərsin İmtahan Xüsusiyyətinizə uyğun olduğunu yoxlayın!

A Səviyyəli Biologiya Dərsi &ldquoProkaryotik hüceyrə bölünməsi: Bakterial hüceyrələr ikili parçalanma ilə bölünür."

00:43 - Giriş - Bütün hüceyrələr "reproduce"

01:17 İkili parçalanma - prokariotun bölünməsi

İmtahan Spesifikasiyanızı yoxlayın

★ AQA Spesifikasiyasına istinad: - 3.2.1.2 Prokaryotik hüceyrələrin və virusların strukturu. Prokaryotik hüceyrələr eukaryotik hüceyrələrdən çox kiçikdir. Onlar həmçinin eukaryotik hüceyrələrdən fərqlənirlər: membranla bağlanmış orqanoidləri olmayan sitoplazma, daha kiçik ribosomlar, nüvəsi yoxdur, əvəzində sitoplazmada sərbəst olan və zülallarla əlaqəli olmayan tək dairəvi DNT molekulu, murein ehtiva edən hüceyrə divarı, bir qlikoprotein. Bundan əlavə, bir çox prokaryotik hüceyrələr var: bir və ya daha çox plazmid, hüceyrəni əhatə edən bir kapsul, bir və ya daha çox flagella. Bütün hüceyrələr digər hüceyrələrdən əmələ gəlir. Prokaryotik hüceyrələrdə ikili parçalanma aşağıdakıları əhatə edir: Dairəvi DNT və plazmidlərin replikasiyası. Sitoplazmanın bölünməsi, hər biri dairəvi DNT-nin bir nüsxəsi və dəyişən sayda plazmid nüsxəsi olan iki qız hüceyrəsi istehsal edir.

★ CIE Specification Reference: - 1. Hüceyrə strukturu. Tipik bir bakteriyada göründüyü kimi tipik prokaryotik hüceyrələrin əsas struktur xüsusiyyətlərini təsvir edin (o cümlədən: birhüceyrəli, 1&ndash5&mum diametrli, peptidoqlikan hüceyrə divarları, membrana bağlı orqanoidlərin olmaması, çılpaq dairəvi DNT, 70S ribosomları)

★ Edexcel (Biologiya A &ndash Salters-Nuffield) Spesifikasiya İstinad: - Mövzu 3: Genomun Səsi. 3.4 Hüceyrə divarı, kapsul, plazmid, flagellum, pili, ribosomlar, mezosomlar və dairəvi DNT daxil olmaqla, prokaryotik hüceyrələrin ultrastrukturunu bilmək.

★ Edexcel (Biologiya B) Spesifikasiya İstinad: - Mövzu 2: Hüceyrələr, Viruslar və Canlıların Çoxalması. 2.1 Eukaryotik və prokaryotik hüceyrələrin quruluşu və funksiyası. iii) Prokaryotik hüceyrələrin ultrastrukturunu və orqanoidlərin quruluşunu, o cümlədən: nukleoid, plazmidlər, 70S ribosomları və hüceyrə divarını bilmək. Mövzu 6: Bakterial böyümə əyrisinin müxtəlif fazalarına keçməzdən əvvəl mikrobiologiya və patogenlər bakterial hüceyrə bölünməsinə əsas giriş kimi.

★ OCR (Biologiya A) Spesifikasiya Referansı: - 2.1 Biologiyada əsaslar. 2.1.1 Hüceyrə quruluşu. Prokaryotik və eukaryotik hüceyrələrin quruluşu və ultrastrukturunda oxşarlıqlar və fərqlər.

★ OCR (Biologiya B) Spesifikasiya Arayışı: - Modul 2: Hüceyrələr, həyat üçün kimyəvi maddələr, nəqliyyat və qaz mübadiləsi. 2.1.1 Hüceyrələr və mikroskopiya: h (i) elektron mikroskopla aşkar edilən prokaryotik hüceyrənin ultrastrukturu. Dairəvi DNT, plazmidlər, mezosomlar, pililər və prokariotlarda flagella

★ WJEC Xüsusiyyətləri Arayışı: - Əsas Konseptlər. 2. Hüceyrə quruluşu və təşkili, (b) prokaryotik hüceyrələrin quruluşu. Bakterial hüceyrələrin necə bölünməsinin əsas anlayışı, böyümə şərtlərinə tətbiq olunur. 4-cü bölmədə əhatə olunur. Mikrobiologiya.


Biologiya 171

Bu bölmənin sonunda siz aşağıdakıları edə biləcəksiniz:

  • Tipik bir prokariotun əsas quruluşunu təsvir edin
  • Arxeya və Bakteriyalar arasında quruluşdakı mühüm fərqləri təsvir edin

Prokaryotik və eukaryotik hüceyrələr arasında bir çox fərq var. “prokaryot” adı prokaryotların istisna ilə müəyyən edildiyini göstərir - onlar eukaryotlar və ya hüceyrələrində nüvə və digər daxili membrana bağlı orqanoidlər olan orqanizmlər deyillər. Bununla belə, bütün hüceyrələrin dörd ümumi quruluşu var: hüceyrə üçün maneə rolunu oynayan və hüceyrəni ətraf mühitdən ayıran plazma membranı, sitoplazma, hüceyrə daxilində üzvi molekulların və duzların mürəkkəb məhlulu, ikiqat zəncirli DNT genomu. protein sintezinin baş verdiyi hüceyrə və ribosomların məlumat arxivi. Prokaryotlar müxtəlif formalarda olur, lakin bir çoxları üç kateqoriyaya bölünür: kokklar (sferik), basil (çubuqşəkilli) və spirilli (spiral şəklində) ((Şəkil)).


Prokaryotik hüceyrə

Xatırladaq ki, prokariotlar membrana bağlı orqanellər və ya digər daxili membrana bağlı strukturlara malik olmayan birhüceyrəli orqanizmlərdir ((Şəkil)). Onların xromosomu (adətən tək) hüceyrənin nukleoid adlanan bölgəsində yerləşən dairəvi, ikiqat zəncirli DNT parçasından ibarətdir. Əksər prokaryotlarda plazma membranından kənarda hüceyrə divarı var. Hüceyrə divarı qoruyucu təbəqə kimi fəaliyyət göstərir və orqanizmin formasından məsuldur. Bəzi bakteriya növlərinin hüceyrə divarının xaricində bir kapsulu var. Kapsul orqanizmin səthlərə yapışmasına imkan verir, onu susuzlaşdırmadan və faqositik hüceyrələrin hücumundan qoruyur və patogenləri immun reaksiyalarımıza daha davamlı edir. Bəzi növlərdə həmçinin hərəkət üçün istifadə olunan flagella (tək, flagellum) və digər hüceyrələrin səthləri də daxil olmaqla səthlərə yapışmaq üçün istifadə olunan pili (tək, pilus) var. Ekstraxromosom DNT-dən ibarət olan plazmidlər bir çox bakteriya və arxeya növlərində də mövcuddur.


Yada salaq ki, prokariotlar iki fərqli sahəyə - Bakteriyalar və Arxeyalara bölünürlər ki, bunlar Eukarya ilə birlikdə həyatın üç sahəsini təşkil edir ((Şəkil)).


Bakteriya filasının xüsusiyyətləri (Şəkil) və (Şəkil)-də təsvir edilmişdir. Əsas bakteriya filasına Proteobakteriyalar, Xlamidiyalar, Spiroketlər, Fotosintetik Sianobakteriyalar və Qram-müsbət bakteriyalar daxildir. Proteobakteriyalar öz növbəsində Alpha-dan Epsilon proteobakteriyalarına qədər bir neçə sinfə bölünür. Eukaryotik mitoxondrilərin alfaproteobakteriyaların, eukaryotik xloroplastların isə siyanobakteriyaların törəmələri olduğu düşünülür. Arxeal phyla təsvir edilmişdir (Şəkil).




Prokaryotların plazma membranı

Prokaryotik plazma membranı hüceyrəni tamamilə əhatə edən və içərisini xaricdən ayıran nazik lipid ikiqatlıdır (6-8 nanometr). Onun seçici keçiriciliyi ionları, zülalları və digər molekulları hüceyrə daxilində saxlayır və onların hüceyrədənkənar mühitə yayılmasının qarşısını alır, digər molekullar isə membrandan keçə bilir. Xatırladaq ki, hüceyrə membranının ümumi quruluşu iki qat lipid molekulundan ibarət olan fosfolipid ikiqatlıdır. Arxeal hüceyrə membranlarında, izopren (fitanil) zəncirləri qliserinlə əlaqəli olanlar bakteriya membranlarında qliserinlə əlaqəli yağ turşularını əvəz edir. Bəzi arxa membranlar ikiqatlı deyil, lipid monolaylıdır ((Şəkil)).


Prokaryotların Hüceyrə Divarı

Prokaryotik hüceyrələrin sitoplazmasında həll olunmuş məhlulların yüksək konsentrasiyası var. Buna görə də hüceyrə daxilində osmotik təzyiq nisbətən yüksəkdir. Hüceyrə divarı bəzi hüceyrələri əhatə edən və onlara forma və sərtlik verən qoruyucu təbəqədir. Hüceyrə membranının xaricində yerləşir və qarşısını alır osmotik lizis (həcminin artması səbəbindən partlama). Hüceyrə divarının kimyəvi tərkibi Arxeya və Bakteriyalar arasında dəyişir, həmçinin bakteriya növləri arasında da dəyişir.

Bakterial hüceyrə divarlarında D-qlutamik turşu və D-alanin də daxil olmaqla həm L-, həm də D-amin turşularını ehtiva edən qeyri-adi peptidlərlə çarpaz bağlanmış polisaxarid zəncirlərindən ibarət peptidoqlikan var. (Nəticədə zülallarda normal olaraq yalnız L-amin turşuları olur, bir çox antibiotiklərimiz D-amin turşularını təqlid edərək işləyir və buna görə də bakterial hüceyrə divarının inkişafına xüsusi təsir göstərir.) Peptidoqlikanın 100-dən çox müxtəlif forması var. S-qat (səth təbəqəsi) zülalları həm Arxeya, həm də Bakteriyaların hüceyrə divarlarının xaricində də mövcuddur.

Bakteriyalar iki böyük qrupa bölünür: Qram müsbətQram mənfi , onların Qram boyama reaksiyasına əsaslanır. Nəzərə alın ki, bütün qram-müsbət bakteriyalar digər filumdakı bir filum bakteriyalarına aiddir (Proteobacteria, Chlamydias, Spirochetes, Cyanobacteria və başqaları) qram-mənfidir. Qram boyama üsulu onun ixtiraçısı, Danimarka alimi Hans Kristian Qramın (1853-1938) şərəfinə adlandırılmışdır. Boyanma proseduruna fərqli bakterial reaksiyalar nəticədə hüceyrə divarının quruluşu ilə bağlıdır. Qram-müsbət orqanizmlərdə adətən qram-mənfi orqanizmlərdə olan xarici membran yoxdur. ((Şəkil)). Qram-müsbət bakteriyalarda hüceyrə divarının 90%-ə qədəri peptidoqlikandan, qalan hissəsinin çoxu isə turşu adlanan maddələrdən ibarətdir. teixoik turşular. Teyxoik turşular əmələ gəlmək üçün plazma membranındakı lipidlərlə kovalent əlaqədə ola bilər lipoteikoik turşular. Lipoteichoic turşuları hüceyrə divarını hüceyrə membranına bağlayır. Qram-mənfi bakteriyalarda lipopolisakkaridlər (LPS) və lipoproteinlərdən ibarət xarici zərflə əhatə olunmuş bir neçə peptidoqlikan təbəqəsindən (ümumi hüceyrə divarının yalnız 10 faizi) ibarət nisbətən nazik hüceyrə divarı var. Bu xarici zərf bəzən ikinci lipid ikiqatlı adlanır. Bu xarici zərfin kimyası plazma membranlarını əmələ gətirən tipik lipid ikiqatının kimyasından çox fərqlidir.


Aşağıdakı ifadələrdən hansı doğrudur?

  1. Qram-müsbət bakteriyaların hüceyrə membranına lipoteixoik turşu ilə bağlanmış tək hüceyrə divarı var.
  2. Porinlər maddələrin həm qram-müsbət, həm də qram-mənfi bakteriyalara daxil olmasına imkan verir.
  3. Qram-mənfi bakteriyaların hüceyrə divarı qalın, qram-müsbət bakteriyaların hüceyrə divarı isə nazikdir.
  4. Qram-mənfi bakteriyaların hüceyrə divarı peptidoqlikandan, qram-müsbət bakteriyalarda isə lipoteixoik turşudan ibarət hüceyrə divarı var.

Arxey hüceyrə divarlarında peptidoqlikan yoxdur. Arxey hüceyrə divarlarının dörd fərqli növü var. Bir növ psevdopeptidoqlikandan ibarətdir, morfologiyada peptidoqlikana bənzəyir, lakin polisaxarid zəncirində müxtəlif şəkərləri ehtiva edir. Qalan üç növ hüceyrə divarı polisaxaridlərdən, qlikoproteinlərdən və ya saf zülaldan ibarətdir. Bakteriyalar və arxeylər arasındakı digər fərqlər (Şəkildə) görünür. Qeyd edək ki, Arxeyada DNT replikasiyası, transkripsiyası və tərcüməsi ilə bağlı xüsusiyyətlər eukariotlarda görünən xüsusiyyətlərə bənzəyir.

Bakteriyalar və Arxeya arasındakı fərqlər və oxşarlıqlar
Struktur xarakteristikası Bakteriya Arxeya
Hüceyrə növü Prokaryotik Prokaryotik
Hüceyrə morfologiyası Dəyişən Dəyişən
Hüceyrə divarı Tərkibində peptidoqlikan var Tərkibində peptidoqlikan yoxdur
Hüceyrə membranının növü Lipid ikiqatlı Lipid ikiqatlı və ya lipid monoqatlı
Plazma membranının lipidləri Yağ turşuları-qliserin esteri Fitanil-qliserin efirləri
Xromosom Tipik olaraq dairəvi Tipik olaraq dairəvi
Replikasiya mənşəyi subay Çoxsaylı
RNT polimeraza subay Çoxsaylı
Təşəbbüskar tRNA Formil-metionin Metionin
Streptomisinin inhibisyonu Həssas Davamlı
Kalvin dövrü Bəli Yox

Reproduksiya

Prokaryotlarda çoxalma olur aseksual və adətən ikili parçalanma ilə baş verir. (Xatırladaq ki, prokariotun DNT-si tək, dairəvi xromosomdur.) Prokariotlar bunun əvəzinə mitoz keçirmir, xromosom çoxalır və hüceyrənin böyüməsi səbəbindən meydana gələn iki nüsxə bir-birindən ayrılır. İndi böyümüş prokaryot öz ekvatorunda içəriyə doğru sıxılmış vəziyyətdədir və nəticədə iki hüceyrə var. klonlar, ayrı. İkili parçalanma genetik rekombinasiya və ya genetik müxtəliflik üçün imkan vermir, lakin prokaryotlar üç başqa mexanizmlə genləri paylaşa bilirlər.

Transformasiya zamanı prokaryot ətraf mühitə digər prokaryotlar tərəfindən tökülən DNT-ni alır. Əgər patogen olmayan bir bakteriya patogendən toksin geni üçün DNT götürürsə və yeni DNT-ni öz xromosomuna daxil edərsə, o da patogen ola bilər. Transduksiya zamanı bakteriofaqlar, bakteriyalara yoluxduran viruslar, xromosomal DNT-nin qısa hissələrini bir bakteriyadan digərinə köçürə bilər. Transduksiya nəticəsində a rekombinant orqanizm. Arxeyada genetik materialı bir fərddən digərinə köçürə bilən viruslar da var. Konjuqasiyada DNT a vasitəsilə bir prokaryotdan digərinə ötürülür pilus, orqanizmləri bir-biri ilə təmasda saxlayır və DNT-nin ötürülməsi üçün bir kanal təmin edir. Köçürülmüş DNT həm plazmid, həm də xromosom DNT-ni ehtiva edən plazmid şəklində və ya kompozit molekul şəklində ola bilər. DNT mübadiləsinin bu üç prosesi (Şəkil)-də göstərilmişdir.

Çoxalma çox sürətli ola bilər: bəzi növlər üçün bir neçə dəqiqə. Genetik rekombinasiya mexanizmləri və yüksək mutasiya nisbətləri ilə birləşən bu qısa nəsil müddəti prokariotların sürətli təkamülü ilə nəticələnir və onlara ətraf mühitdəki dəyişikliklərə (məsələn, antibiotikin tətbiqi) çox tez cavab verməyə imkan verir.


Prokariotların təkamülü Elm adamları prokariotların təkamülü ilə bağlı suallara necə cavab verirlər? Heyvanlardan fərqli olaraq, prokaryotların fosil qeydlərindəki artefaktlar çox az məlumat verir. Qədim prokaryotların fosilləri qayadakı kiçik baloncuklara bənzəyir. Bəzi elm adamları genetikaya və molekulyar saat prinsipinə müraciət edirlər ki, iki növ nə qədər yaxınlarda ayrılsa, onların genləri (və beləliklə, zülallar) bir o qədər oxşar olacaqdır. Əksinə, uzun müddət əvvəl ayrılmış növlər daha çox fərqli genlərə sahib olacaqlar.

NASA Astrobiologiya İnstitutunun və Avropa Molekulyar Biologiya Laboratoriyasının alimləri 72 növ prokaryotda ümumi olan 32 spesifik zülalın molekulyar təkamülünü təhlil etmək üçün əməkdaşlıq ediblər. 1 Onların məlumatlarından əldə etdikləri model göstərir ki, üç mühüm bakteriya qrupu - Aktinobakteriyalar, Deinokokkvə siyanobakteriyalar (birlikdə adlandırılır Terrabakteriyalar müəlliflər tərəfindən) — ilk dəfə torpaqları müstəmləkə edənlərdir. Aktinobakteriyalar göbələk miseliyası kimi budaqlanmış strukturlar əmələ gətirən və üzvi tullantıların parçalanmasında vacib olan növləri əhatə edən çox yayılmış Qram-müsbət bakteriyalar qrupudur. Bunu xatırlayacaqsınız Deinokokk ionlaşdırıcı şüalara yüksək davamlı olan bakteriya cinsidir. İkinci xarici membrana əlavə olaraq qalın peptidoqlikan təbəqəsinə malikdir, buna görə də həm qram-müsbət, həm də qram-mənfi bakteriyaların xüsusiyyətlərinə malikdir.

Siyanobakteriyalar fotosintezatorlardır və yəqin ki, qədim yer üzündə oksigen istehsalına cavabdeh idilər. Divergensiyanın zaman qrafikləri bakteriyaların (Bakteriyalar sahəsinin üzvləri) ümumi əcdad növlərindən 2,5 və 3,2 milyard il əvvəl ayrıldığını, Arxeyanın isə daha əvvəl ayrıldığını göstərir: 3,1 və 4,1 milyard il əvvəl. Eukarya daha sonra arxey xəttindən ayrıldı. İş daha sonra siyanobakteriyaların yaranmasından əvvəl (təxminən 2,6 milyard il əvvəl) əmələ gələn stromatolitlərin anoksik mühitdə fotosintez etdiyini və Terrabakteriyaların torpaq üçün modifikasiyaları (qurumaya qarşı müqavimət və orqanizmi qoruyan birləşmələrə malik olması) sayəsində mümkün olduğunu göstərir. həddindən artıq işıqdan), oksigendən istifadə edən fotosintez quruda sağ qalmaq üçün uyğunlaşmalarla sıx bağlı ola bilər.

Bölmənin xülasəsi

Prokaryotlar (Arxeya və Bakteriya domenləri) nüvəsi olmayan təkhüceyrəli orqanizmlərdir. Hüceyrənin nukleoid sahəsində tək bir dairəvi DNT parçası var. Əksər prokaryotlarda plazma membranının hüdudlarından kənarda yerləşən hüceyrə divarı var. Bəzi prokaryotlarda kapsul, flagella və pili kimi əlavə strukturlar ola bilər. Bakteriyalar və arxeylər hüceyrə membranlarının lipid tərkibinə və hüceyrə divarının xüsusiyyətlərinə görə fərqlənirlər. Arxeal membranlarda qliserinlə yağ turşuları deyil, fitanil birləşmələri bağlıdır. Bəzi arxa membranlar ikiqatlı deyil, lipid monolaylıdır.

Hüceyrə divarı hüceyrə membranının xaricində yerləşir və osmotik lizisin qarşısını alır. Hüceyrə divarlarının kimyəvi tərkibi növlər arasında dəyişir. Bakterial hüceyrə divarlarında peptidoqlikan var. Arxey hüceyrə divarlarında peptidoqlikan yoxdur, lakin onların psevdopeptidoqlikan, polisaxaridlər, qlikoproteinlər və ya protein əsaslı hüceyrə divarları ola bilər. Bakteriyaları iki böyük qrupa bölmək olar: Qram-müsbət və Qram-mənfi, Qram boyama reaksiyasına əsasən. Qram-müsbət orqanizmlər teixoik turşularla möhkəmləndirilmiş qalın peptidoqlikan təbəqəsinə malikdirlər. Qram-mənfi orqanizmlərin nazik hüceyrə divarı və lipopolisakkaridləri və lipoproteinləri olan xarici zərfləri var.

Prokariotlar DNT-ni bir hüceyrədən digərinə üç mexanizmlə ötürə bilirlər: transformasiya (ətraf mühitin DNT-sinin alınması), transduksiya (genomik DNT-nin viruslar vasitəsilə ötürülməsi) və konyuqasiya (birbaşa hüceyrə təması ilə DNT-nin ötürülməsi).


Prokaryot

Redaktorlarımız təqdim etdiyinizi nəzərdən keçirəcək və məqaləyə yenidən baxılıb-bağlanmayacağınızı müəyyən edəcək.

Prokaryot, həm də yazılıb prokaryot, daxili membranların olmaması səbəbindən fərqli bir nüvə və digər orqanoidləri olmayan hər hansı bir orqanizm. Bakteriyalar ən məşhur prokaryotik orqanizmlər arasındadır. Prokaryotlarda daxili membranların olmaması onları eukariotlardan fərqləndirir. Prokaryotik hüceyrə membranı fosfolipidlərdən ibarətdir və hüceyrənin əsas osmotik maneəsini təşkil edir. Sitoplazmada zülal sintezini həyata keçirən ribosomlar və adətən dairəvi formada olan ikiqat zəncirli dezoksiribonuklein turşusu (DNT) xromosomu var. Bir çox prokaryotlar həmçinin antibiotikləri təsirsiz hala gətirmək üçün zülalları kodlaşdırmaq kimi əlavə əvəzsiz hüceyrə funksiyalarına malik plazmidlər adlanan əlavə dairəvi DNT molekullarını da ehtiva edir. Bəzi prokaryotlarda flagella var. Prokaryotik flagella bəzi eukariotlarda olan bayraqdan dizayn və hərəkət baxımından fərqlidir. Həmçinin bax eukariot bakteriyaları.


Ekosistemlərdə prokaryotların rolu

Prokaryotlar karbon və azot dövrlərində karbon qazının və azotun hərəkətində mühüm rol oynayırlar.

Öyrənmə Məqsədləri

Müxtəlif ekosistemlərdə prokariotların oynadığı faydalı rollara misallar verin

Əsas Çıxarışlar

Əsas Nöqtələr

  • Karbon və azot yer üzündə həyat üçün zəruri olan makronutrientlərdir, prokaryotlar dövrlərində mühüm rol oynayırlar.
  • Karbon dövranı karbon qazını çıxaran və atmosferə qaytaran prokaryotlar tərəfindən təmin edilir.
  • Prokaryotlar atomsferik azotu bitkilərin istifadə edə biləcəyi ammonyak halına salmaqla və ammonyakı digər azot mənbələrinə çevirməklə azot dövrəsində böyük rol oynayırlar.

Əsas Şərtlər

  • karbon dövrü: fotosintez, parçalanma, tənəffüs və karbonlaşma kimi prosesləri əhatə edən yerin biosferi, geosferi, hidrosferi və atmosferi vasitəsilə karbonun fiziki dövrü
  • azot dövrü: atmosfer azotunun azot oksidlərinə çevrildiyi və orqanizmlər tərəfindən istifadə edildiyi və ya yenidən elementar azota parçalandığı torpaqda çökdüyü azotun təbii dövranı.
  • azot fiksasiyası: atmosfer azotunun təbii yollarla, xüsusən də torpaqdakı mikroorqanizmlər tərəfindən ammonyak və üzvi törəmələrə bitkilər tərəfindən mənimsənilə bilən formaya çevrilməsi.

Ekosistemlərdə prokaryotların rolu

Prokaryotlar hər yerdə mövcuddur: Onların olmadığı yer və ya ekosistem yoxdur. Prokaryotlar tutduqları mühitdə bir çox rol oynayırlar, lakin karbon və azot dövrlərində oynadıqları rollar yer üzündə həyat üçün çox vacibdir.

Prokaryotlar və Karbon Dövrü

Karbon ən vacib makronutrientlərdən biridir. Prokaryotlar karbon dövranında mühüm rol oynayır. Karbon yerin əsas su anbarları vasitəsilə dövr edir: torpaq, atmosfer, su mühiti, çöküntülər və qayalar və biokütlə. Karbonun hərəkəti quru bitkiləri və dəniz prokaryotları tərəfindən atmosferdən çıxarılan və prokaryotlar, göbələklər və heyvanlar da daxil olmaqla, kimyəvi orqanotrof orqanizmlərin tənəffüsü ilə atmosferə qaytarılan karbon qazı vasitəsilə həyata keçirilir. Yer ekosistemlərində ən böyük karbon anbarı süxurlarda və çöküntülərdə olsa da, bu karbon asanlıqla əldə olunmur.

Karbon dövrü: Prokaryotlar karbonun biosferdə davamlı hərəkətində mühüm rol oynayırlar.

Karbon birləşmələrini sintez etmək üçün havadan karbon qazından istifadə edən istehsalçılar olan quru bitkilərində çox miqdarda mövcud karbon var. Bununla əlaqədar olaraq, karbon birləşmələrinin çox əhəmiyyətli mənbələrindən biri, çürüməyə müqavimət göstərən ölü bitkilərdən və prokaryotlardan əldə edilən üzvi materialların qarışığı olan humusdur. Heyvanlar kimi istehlakçılar, karbon qazını atmosferə buraxaraq istehsalçılar tərəfindən yaradılan üzvi birləşmələrdən istifadə edirlər. Daha sonra birlikdə parçalayıcılar adlanan bakteriya və göbələklər bitki və heyvanların və onların üzvi birləşmələrinin parçalanmasını (parçalanmasını) həyata keçirirlər. Atmosferə karbon qazının ən mühüm töhfəsi ölü materialın (ölü heyvanlar, bitkilər və humus) mikrob parçalanmasıdır.

Sulu mühitlərdə və onların anoksik çöküntülərində başqa bir karbon dövrü baş verir. Bu vəziyyətdə dövr bir karbonlu birləşmələrə əsaslanır. Anoksik çöküntülərdə prokaryotlar, əsasən arxeylər metan (CH4). Bu metan çöküntüdən yuxarı zonaya doğru hərəkət edir, oksigenlə daha zəngindir və metan oksidləşdiriciləri adlanan bakteriyaları dəstəkləyir və metanı karbon dioksidə oksidləşdirir və sonra atmosferə qayıdır.

Prokaryotlar və azot dövrü

Azot həyat üçün çox vacib elementdir, çünki o, zülalların və nuklein turşularının bir hissəsidir. Təbiətdə bir makronutrient olaraq, üzvi birləşmələrdən ammonyak, ammonium ionları, nitrat, nitrit və azot qazına qədər saysız-hesabsız proseslərlə təkrar emal edilir, bunların çoxu yalnız prokaryotlar tərəfindən həyata keçirilir, onlar azot dövrünün açarıdır. Quru ekosistemində mövcud olan ən böyük azot hovuzu havadan olan qaz halında olan azotdur, lakin bu azot əsas istehsalçılar olan bitkilər tərəfindən istifadə edilə bilməz. Qaz halında olan azot təbii yollarla, xüsusən də torpaqda mikroorqanizmlər (prokayotlar) vasitəsilə azot fiksasiyası prosesi vasitəsilə ammonyak kimi daha asan əldə edilən formalara çevrilir və ya “fiksləşir”. Ammonyak daha sonra bitkilər tərəfindən istifadə edilə və ya başqa formalara çevrilə bilər.

Azot dövrü: Prokaryotlar azot dövranında əsas rol oynayır.

Ammonyakın başqa bir mənbəyi ammonifikasiyadır, azot tərkibli üzvi birləşmələrin parçalanması zamanı ammonyakın ayrılması prosesidir. Atmosferə buraxılan ammonyak ümumi azotun yalnız 15 faizini təşkil edir, qalan hissəsi isə N kimidir.2 və N2O. Ammonyak bəzi prokaryotlar tərəfindən anaerob katabolizmə uğrayaraq N2 son məhsul kimi. Nitrifikasiya ammoniumun nitritə və nitrata çevrilməsidir. Torpaqlarda nitrifikasiya cinsə aid bakteriyalar tərəfindən həyata keçirilir Nitrosomalar, Nitrobakter, və Nitrospira. Bakteriyalar tərs prosesi həyata keçirir, nitratın torpaqdan N kimi qaz birləşmələrinə qədər azaldılması.2O, NO və N2, denitrifikasiya adlanan proses.


İncəsənət Əlaqəsi

Helikaz replikasiyanın başlanğıcında DNT zəncirlərini ayırdıqda replikasiya çəngəl əmələ gəlir. DNT replikasiya çəngəlindən əvvəl daha yüksək bükülməyə meyllidir. Topoizomeraz replikasiya çəngəlindən əvvəl DNT-nin fosfat onurğasını parçalayır və islahat edir və bununla da bu “süper qıvrılma” nəticəsində yaranan təzyiqi azaldır. Tək zəncirli bağlayıcı zülallar spiralın yenidən əmələ gəlməsinin qarşısını almaq üçün tək zəncirli DNT-yə bağlanır. Primaza bir RNT primerini sintez edir. DNT polimeraza III bu primerdən qız DNT zəncirini sintez etmək üçün istifadə edir. Aparıcı zəncirdə DNT davamlı olaraq sintez olunur, geridə qalan zəncirdə isə DNT Okazaki fraqmentləri adlanan qısa uzantılarda sintez olunur. DNT polimeraza I RNT primerini DNT ilə əvəz edir. DNT liqazası Okazaki fraqmentləri arasındakı boşluqları möhürləyir, parçaları tək bir DNT molekuluna birləşdirir. (Kredit: Mariana Ruiz Villareal tərəfindən işin dəyişdirilməsi)

Sual: Siz Okazaki fraqmentlərinin birləşməsinin pozulduğu hüceyrə ştammını təcrid edirsiniz və replikasiya çəngəlində tapılan fermentdə mutasiya baş verdiyindən şübhələnirsiniz. Hansı ferment daha çox mutasiyaya uğrayır?

Replikasiya çəngəsi saniyədə 1000 nukleotid sürətlə hərəkət edir. Topoizomeraz DNT ikiqat spiralının replikasiya çəngəlindən əvvəl həddindən artıq sarılmasının qarşısını alır, çünki DNT açılır, DNT spiralında müvəqqəti çentiklərə səbəb olur və sonra onu yenidən möhürləyir. Çünki DNT polimeraza yalnız 5'-dən 3'-ə qədər uzana bilir və DNT ikiqat sarmal antiparalel, replikasiya çəngəlində kiçik problem var. İki şablon DNT zəncirinin əks istiqamətləri var: bir tel 5'-dən 3'-ə doğru, digəri isə 3'-dən 5'-ə doğru yönəldilmişdir. Yalnız bir yeni DNT zəncirinin, 3'-dən 5'-ə qədər olan valideyn DNT zəncirinin tamamlayıcısı, replikasiya çəngəlinə doğru davamlı olaraq sintez edilə bilər. Bu davamlı olaraq sintez edilən zəncir aparıcı zəncir kimi tanınır. 5'-dən 3'-ə qədər valideyn DNT-ni tamamlayan digər zəncir replikasiya çəngəlindən uzağa, kiçik fraqmentlər şəklində uzanır. Okazaki fraqmentləri, hər biri sintezə başlamaq üçün bir primer tələb edir. Yeni primer seqmentləri replikasiya çəngəlinin istiqamətində qoyulur, lakin hər biri ondan uzaqlaşır. (Okazaki fraqmentləri onları ilk kəşf edən Yapon alimin şərəfinə adlandırılmışdır. Okazaki fraqmentləri olan zəncir geridə qalan ip kimi tanınır.)

Xromosom tamamilə təkrarlandıqdan sonra, hüceyrə bölünməsi zamanı iki DNT nüsxəsi iki fərqli hüceyrəyə keçir.

DNT replikasiyası prosesi aşağıdakı kimi ümumiləşdirilə bilər:

  1. DNT replikasiyanın başlanğıcında açılır.
  2. Helikaz DNT əmələ gətirən replikasiya çəngəllərini açır, bunlar iki istiqamətli olaraq uzadılır.
  3. Tək zəncirli bağlayıcı zülallar DNT-nin geri sarılmasının qarşısını almaq üçün replikasiya çəngəlinin ətrafında DNT-ni örtür.
  4. Topoizomeraz, super sarılmanın qarşısını almaq üçün replikasiya çəngəlindən əvvəl bölgədə bağlanır.
  5. Primaza DNT zəncirinə tamamlayıcı RNT primerlərini sintez edir.
  6. DNT polimeraza III primerin 3'-OH ucuna nukleotidlər əlavə etməyə başlayır.
  7. Həm geridə qalan, həm də aparıcı ipin uzanması davam edir.
  8. RNT primerləri eksonükleaz fəaliyyəti ilə çıxarılır.
  9. Boşluqlar dNTP əlavə etməklə DNT pol I tərəfindən doldurulur.
  10. İki DNT fraqmenti arasındakı boşluq fosfodiester bağlarının meydana gəlməsinə kömək edən DNT liqazı ilə bağlanır.

Cədvəl prokaryotik DNT replikasiyasında iştirak edən fermentləri və hər birinin funksiyalarını ümumiləşdirir.

Prokaryotik DNT replikasiyası: fermentlər və onların funksiyası
Enzim/zülalXüsusi Funksiya
DNT pol IRNT primerini çıxarır və onu yeni sintez edilmiş DNT ilə əvəz edir
DNT pol III5'-3' istiqamətində nukleotidlər əlavə edən əsas ferment
HelikazAzotlu əsaslar arasında hidrogen bağlarını qıraraq DNT sarmalını açır
LiqazaDavamlı bir DNT zəncirinin yaradılması üçün Okazaki fraqmentləri arasındakı boşluqları möhürləyir
PrimazaReplikasiyaya başlamaq üçün lazım olan RNT primerlərini sintez edir
Sürüşən sıxacNukleotidlər əlavə edildikdə DNT polimerazını yerində saxlamağa kömək edir
TopoizomerazDNT-nin boşaldılması zamanı yaranan gərginliyi aradan qaldıraraq, qırılmalara səbəb olur və sonra DNT-ni yenidən möhürləyir.
Tək zəncirli bağlayıcı zülallar (SSB)DNT-nin geri dönməsinin qarşısını almaq üçün tək zəncirli DNT-yə bağlanır.


Prokaryotik hüceyrələr

Yer 4,5 milyard il əvvəl və Yerdə prokaryotik hüceyrələr şəklində ilk həyat forması meydana gəlmişdir. Bu birhüceyrəli canlılar ilkindir və çoxhüceyrəli orqanizmlərin tikinti bloklarıdır. Həyatın okeanlardan yarandığı güman edilir, buna görə də yerüstü və hava heyvanlarının embrionlarında ontogen inkişafının bəzi mərhələlərində hələ də gill yarıqları var. Yer üzündə ilk hüceyrənin mövcud olması üçün 3 milyon il lazım idi. Prokariot hüceyrələri öz quruluşunda olduqca sadədir. 'PROKARYOT' sözünü bölsək, iki söz alırıq - Pro, Primitiv və Karyon, nüvə deməkdir. Prokaryotik hüceyrələr eukaryotik strukturlar qədər mürəkkəb deyil. Onların həqiqi nüvəsi yox idi və genetik material nukleoid adlanan sitoplazmada asılmışdı. Misal – bakteriya.

Prokaryotik hüceyrənin quruluşu:

Hüceyrə zərfi:

Hüceyrə zərfi hüceyrənin xarici örtüyüdür və hüceyrəyə forma verir və hüceyrə orqanoidlərini qoruyur. Aşağıdakı 3 təbəqədən ibarətdir:

Bəzi bakteriya hüceyrələrində olur və əsasən makromolekullardan ibarətdir. Hüceyrənin tərkibini qoruyur və iki formada olur: Kapsul və Slime Layer. Kapsul qalın, möhkəmdir və hüceyrəyə mexaniki dəstək verir. Təbiətdə immunogendir. Qalın dərilərinə görə bəzən insanların əsəblərini incidirlər. Sözün əsl mənasında deyil, lakin bu kapsul o qədər güclüdür ki, ağ qan hüceyrələrinin hücumuna tab gətirə bilər. İrəlilədikcə, kapsul polisaxaridlərin möhkəm toplanması ilə əmələ gələn təbəqədir ki, bu da kapsul və lil təbəqəsi arasında fərqləndirici xüsusiyyətdir. Slime təbəqəsi boş qabıq kimi də tanınır, çünki burada qlikoprotein molekulları boş yerləşmişdir. Bu təbəqə hüceyrədə nəmin saxlanmasına kömək edir.

Prokaryotik hüceyrələrdə normal olaraq hüceyrə divarı yoxdur. Lakin, əgər varsa, o, polipeptidoqlikanlardan ibarətdir. Peptidoqlikanlar yalnız bakteriyaların hüceyrə divarlarında olur. It helps in shape maintenance and in osmosis and transporting nutrients in and out of the cells. Peptidoglycans are alternating units of N- acetylglucosamine and N- acetylmuramic acid. They help in the transportation process, for certain nutrients, these bacteria have to use another way. If the nutrients are too large to be taken inside through the pores, certain enzymes are used. These enzymes convert the nutrients into smaller or simpler substances that can be easily taken in by the cell. And the cytoplasm is responsible for the secretion of these ‘Exoenzymes’. However, certain bacteria do not have cell walls. These bacteria use certain proteins as a protective covering. And sometimes this helps in getting the antibiotics. Smart technology there!

Plasma Membrane:

The Plasma Membrane is the innermost covering and is made of amphipathic molecules. That means that these molecules have hydrophilic and hydrophobic ends. Most of these molecules are the proteins, lipids and cholesterols. Universally, The Fluid Mosaic Model has been accepted as a structure of the plasma membrane. This model represents the membrane to be like a sea of lipids with protein icebergs floating on it and in it. The proteins which are completely submerged as known as intrinsic proteins and the ones that are outside the lipid layers are known as the extrinsic proteins. Some protein passes through the lipid layers and they are known as tunnel proteins. Their positions affect their solubility in the lipids. This shall be discussed later. Thus based on the plasma membrane’s mosaic-like structure, Seymour Jonathan Singer and Garth L. Nicolson put forth the FLUID MOSAIC MODEL in the year 1972. The plasma membrane is extremely important for all the life forms. It not only separates the contents but also helps in the exchange of materials and helps in the uptake of the nutrients that are essential to the cell. Numerous activities to take place in the cell membrane.

Prokaryotic cells are primitive cells and hence do not show well-defined membrane-bound organelles like the ones in the eukaryotic cells. But there are some membrane-bound organelles and these are mesosomes and certain pigment containing chromatophores.

These are formed by the invaginations of the plasma membrane or the cell membrane. Invaginations are nothing but certain infoldings. These mesosomes are mostly seen in the gram-negative bacteria and can be of the form of tubules, vesicles and lamellae.

They help to form the cell wall and increase its surface area. They especially help in respiration since the respiratory enzymes are associated with them. In eukaryotes, these enzymes are present in the mitochondria. Mesosomes also help in the replication of the DNA. There are two types of mesosomes. Septal: the ones which extend towards the centre of the cell. and Lateral: the ones that are peripheral.

Chromatophores:

The cyanobacteria like Nostoc and Anabaena have chromatophores consisting of the pigments that are necessary for photosynthesis.

The cytoplasm consists of water, enzymes, salts and other compounds. It is like a semi-liquid structure and does not show cytoplasmic streaming or cyclosis. It appears to be granular because of ribosomes and inclusion bodies.

Inclusion Bodies:

  • Organic Inclusion Bodies: These are phosphate granules, poly beta-hydroxybutyrate granules, carboxysomes, cyanophycean granules, glycogen, gas vacuoles and more. The gas vacuoles give buoyancy to the aquatic plants. This helps in the process of photosynthesis since the plants can trap sunlight from the atmosphere.
  • Inorganic inclusion Bodies: These are Phosphate and sulphur granules. They are known as metachromatic granules due to their ability to take various colours. The phosphate granules store phosphate. The sulphur granules are formed when H2 S is used as a hydrogen donor.

In prokaryotic cells, the ribosomes are of a 70S type. These have small 30S subunit and large 50S subunit. The small subunit consists of rRNA of 16s type and the large subunit have 23S and 5S type. Subunits are long RNA with proteins on them. And these subunits help in the protein synthesis by locking in together with each other. The main function of the ribosomes is as mentioned earlier, protein synthesis.

As the name prokaryotic suggests, a true nucleus is absent in these kinds of cells. The circular and double-stranded DNA is known as the genome. The histone proteins that are present in the eukaryotic cells are absent in the prokaryotes. The basic function of the histone proteins is to hold the DNA together and it affects the gene regulation. There are 11 types of histone proteins viz. H2A, H2B, H3K4, H3K9, H3K27, H3K36, H4K5, H4K8, H4K12, H4K16, H4K20, each having a different composition. The DNA is 1 micrometre long and is attached to the plasma membrane through the mesosomes. The DNA has 3000-4000 genes. A looped domain can be seen which is a structure formed by the tightly coiled structure of the DNA. This looped domain is held in position by RNA molecules.

The extrachromosomal, self-replicating units are known as plasmids. The plasmids are circular and have a double-stranded DNA. Plasmids serve as agents for gene transfer and hence are used in Recombinant DNA Technology as vectors or vehicles for carrying proteins. They have anti-biotic, metal and drug resistance. For bacterial fertility, episomes which are a type of plasmid are highly important. Episomes have a self-replication capacity.

Other Structures:

Flagellum, used for locomotion Pili, used in the mating process. Fimbrae, used for the clinging of the cells and Spinae, the appendages used by the cell for the adjustment to the external environmental conditions like temperature, pH, salinity, etc are some of the structure present in the Prokaryotic cells.


Structure of Prokaryotes

There are many differences between prokaryotic and eukaryotic cells. However, all cells have four common structures: the plasma membrane, which functions as a barrier for the cell and separates the cell from its environment the cytoplasm, a jelly-like substance inside the cell nucleic acids, the genetic material of the cell and ribosomes, where protein synthesis takes place. Prokaryotes come in various shapes, but many fall into three categories: cocci (spherical), bacilli (rod-shaped), and spirilli (spiral-shaped) (Figure).

Prokaryotes fall into three basic categories based on their shape, visualized here using scanning electron microscopy: (a) cocci, or spherical (a pair is shown) (b) bacilli, or rod-shaped and (c) spirilli, or spiral-shaped. (credit a: modification of work by Janice Haney Carr, Dr. Richard Facklam, CDC credit c: modification of work by Dr. David Cox scale-bar data from Matt Russell)


Ribosome Subunits

Ribosomes in prokaryotes are of a 70S type or contain two subunits. 30-S denote the smaller subunit, and 50-S represent the larger subunit. Ribosomal subunits are large nucleoprotein particles, which possess both nuklein turşusu (RNA) and several proteins. Generally, the molecular weight of ribosome is nearly 2.7×106 Daltons.

16S rRNA and 21 proteins together constitute the formation of the smaller subunit, i.e. 30-S subunit of the ribosome. Besides, 5S plus 23S rRNA and 31 proteins make up the larger subunit, i.e. 50S subunit of the ribosome.

Both the subunits then conjoin to configure a complete 70-S ribosome at the time of protein synthesis. The 70-S type of ribosomes are 25nm wide, and its number per bacterial cell is about 15,000 ribosomes.

Both 50-S and 30-S type of subunits possess three sites for the association of tRNA:

  • A: This term denotes the aminoacyl chain. It accepts the incoming aminoacylated tRNA.
  • P: This term denotes the peptidyl chain. It holds the tRNA with the nascent peptide chain.
  • E: This term represents the exit site, and holds the deacylated tRNA.

As we know, ribosomes are the manufacturing units which ensures the synthesis of protein. Both the 30S and 50S subunit equally plays a fundamental role during the tərcümə of mRNA into protein. The 30S subunit performs a vital role in the association of anticodon site of the adapter tRNA molecule to the mRNA strand transcribed from the DNA.

It also regulates the base pairing of the mRNA codons and tRNA anticodons during the decoding process. Therefore, 30S subunit also accounts for the accuracy in the base-pairing during translation.

The 50S subunit performs a significant role in the binding of the acceptor arm of tRNA. Then, the tRNA initiates the polypeptide chain formation relative to the information provided in the mRNA. It pairs the incoming amino acid on A-site tRNA and the nascent peptide chain attached to the P-site tRNA.

The 3D structure of ribosome reveals that there are 1540 nucleotide piece of RNA and 21 polypeptide chains in the 30S ribosomal subunit. In 50S subunit of prokaryotic ribosomes, there are 2900 nucleotide piece of RNA and 31 polypeptide chains. Through the structure of the ribosome, one can analyse the binding sites for the tRNA, mRNA və bəziləri antibiotiklər targeting the ribosomes.

Funksiya

The individual role of the 30S and 50S subunit is explained below:

30S subunit: It provides the binding site for the incoming transcribed mRNA. Also, the smaller subunit of prokaryotic ribosome ensures specific base-pairing between the codons and the anticodons on the mRNA and tRNA, respectively.

50S subunit: The larger subunit of prokaryote mediates the peptide bond formation during the peptidyl transfer reaction. It also acts as the site of inhibition for many antibiotics, including macrolides, chloramphenicol, clindamycin, and the pleuromutilins.

Moreover, it prevents premature polypeptide hydrolysis. It also functions as a region, to which G-protein factors can bind that regulates initiation, elongation, and termination. Besides this, 50S subunit also helps in the protein folding after the translation. The 50S subunit possesses a peptidyl-transferase activity site, which forms the peptide bond.

Significance

The ribosomes are large RNA-protein complex, and it plays a crucial role in the study of RNA, proteins and antibiotic interaction. Through the structure of the ribosome, we can study the RNA structure and its interactions with proteins. Çox antibiotiklər interact with the ribosomes to inhibit the process of translation.

Hence, the role of antibiotics targeting ribosomes can also be studied for medical reasons. The primary function of a ribosome is to facilitate the binding of mRNA with tRNA during tərcümə or protein synthesis. Proteins being basic building blocks of all the living cells, so its synthesis is zəruri.


Videoya baxın: Prokariot va eukariot hujayralar. Hujayra strukturasi. Biologiya (Avqust 2022).