Kapittel 4 - Den prokaryote og eukaryote cellen Flashcards
Forskjell og likhet mellom prokaryote og eukaryote celler
Eukaryote har kjernen som inneholder DNA
Kjemisk like
Inneholder makromolekylene: Proteiner, nukleinsyrer, fett og polysakkarider
Prokaryote:
- Arvemateriale DNA, fritt i cellen
- Mangler membranomsluttede organeller
- Cellevegg
- Bacteria: peptidoglykan
- Archaea: pseudomurein - Todeling
- Mye mindre enn eukaryote celler
- Størrelse: noen µm - Haploide
Cytoplasma hos prokaryote celler
Innholde i cellen innenfor membran
vann + proteiner, karbohydrater, lipider, uorganiske ioner og mange lavmolekylære forbindelser + ribosomer
Ribosomer hos prokaryote celler
- 70S-typen (30S + 50S)
- 50S består av 23S og 5 rRNA+34 proteiner
- 30S består av 16S RNA+ 21 proteiner - Proteinsyntese
Kjerneområdet hos prokaryote celler
- Bakteriekromosomet
- en lang ringformet DNA tråd
- er festet i membranen (Viktig i celledeling). - Bakterier har vanligvis nakent DNA, men i Archaea er de bundet til proteiner
- Ekstrakromosomalt sirkulært DNA kalles plasmider
- Inneholder 5-100 gener som ikke er livsviktig for cellen
- Kopieres(replikere) uavhengig kromosomet
- Benyttes mye i forskning(kloning) - Prokaryote er haploide med en kopi av hvert gen
Oppbygning av cellemembranen/cytoplasmamembran
Består av to lag fosfolipider (dobbeltmembran). Fosfolipidene har ett hydrofilt hode og hydrofob hale.
o— —o De hydrofobe halene vender mot
o— —o hverandre, mens hydrofilt hode vender ut
o— —o mot omgivelsene og inn mot cytoplasma
- Proteiner i membranen flyter rundt(flytende mosaikk modellen) i fosfolipidene(væskefase)
- Transportproteiner i membranen regulerer opptak og utskillelse fra cellen.
- Semipermeabel: Bare vann og små hydrofobe molekyler går fritt igjennom
- Osmose-vannaktivitet
Ødelegges membranen dør cellen.
- Sete for enzymer for ATP produksjon
- PMF-proton motive force
Passiv transport?
Drevet av passiv-konsentrasjon gradient —> langsom prosess som ikke krever energi
Enkel diffusion: Bevegelse av oppløste stoffer fra høy konsentrasjon til lav konsentrasjon
Osmose: diffusjon av vann(væske) og gjennom en semipermiabel membran fra høy til lav konsentrasjon av oppløste stoffer
- Aquaporiner (vannkanaler)
Fasilitert diffusjon: passiv transport gjennom cellemembranen ved hjelp av transportproteiner(to typer)
- Uspesifikke transportere - Spesifikke transportere
Aktiv transport?
- Transport mot konsentrasjonsgradient
- Rask prosess. Krever energi.
Enkel transport:
- Proton motive force (PFM) er den energirike tilstanden til en membran som er dannet på grunn av separasjon av ladning av H+ over membranen
- Molekyl fraktes sammen med H+ ioner
Gruppetransport:
ABC-systemet:
Celleveggen til prokaryote celler
Kompleks oppbygningen
- Gir fasong
- Funksjon: hindre at cellen sprekker, motstå osmotisk trykk inn i cellene
- Beskytter bakteriene
Bakterier: Peptidoglukan
- Bakterier deles i to grupper etter den kjemiske oppbygningen av celleveggen.
- Gram-positive G+
- Gram-negative G-
Archaea: pseudomurin eller proteiner
Cellevegg til gram-positiv bakterier
- Bygget opp av peptidoglukan (90%) som består av
- NAG (N-acetylglukosamin)
- NAM (N-acetylmurmaminsyre)
- Inneholder Teichoinsyre som er et negativt ladet(surt)
polysakkarid- Gir negative ladet overflate
Cellemembran innenfor celleveggen
Cellevegg til gram-negative bakterier
Cellevegg=Peptidoglukan(10%) + yttermembran(ofte kalt LPS-laget)
- Yttermembran: Lipopolysakkarider(LPS), lipoproteiner, fosfolipider
- Kan beskytte mot fagocytose og antibiotika
- Proteiner (poriner) danner kanaler gjennom
yttermembranen
- Både spesifikke og uspesifikke
- Transporterer nukleotider, disakkarider,
peptider, aminosyrer, vitaminer, jern …
- Antibiotika
- Mutsjoner kan gi antibiotika-resistens
- Mangler teikoinsyre- Kan gi sterk immunrespons - Lipid A er et endotoxin, løsner når cellen dør og kan føre til feber, utvidelse av blodårene, sjokk og blodpropp - O-antigen→varierer mellom ulike isolater/stammer
- Periplasmatiske rom består av gellignende substans som innholder:
- mange proteiner
- peptidoglykan
Forskjell G+ og G-?
G+
- Tykt peptidoglykanlag (ca 90 % av veggen)
- Teikoinsyre
G-
- Tynt peptidoglukan lag (ca 10 % av veggen)
- Ikke Teikoinsyre
- Yttermembran
- LPS
- Poriner
Gramfarging for å skille G+ og G-
Cellevegg hos Mychoplasma og Archea
Mycoplasma
- Mangler cellevegger
- Har forsterket cytoplasmamembranen med steroler
Archaea
- Mangler cellevegg eller har vegg bygget av pseudomurin (mangler NAM og D-aminosyrer) eller proteiner
Bevegelse hos prokaryote celler
Bakterieflagell: Stiv heliksformet proteintråd rundt et hulrom, bygget av protein flagellin, festet(hook) i membranen.
En ring i membranen står stille, den andre roterer med flagellen
Flagellen roterer med eller mot klokka
- Gir ”run” (rettlinjet bevegelse)
eller ”tumbles” (rotasjon)
Gir bevegelse i vandige løsninger, men noen med mange flageller kan også ”sverme” på faste overflater
Forbruker ATP som dannes ved PMF
Kjemotaksis?
Kjemotaksi er bevegelsen av en organisme mot (positiv) eller fra (negativ) en kjemisk forbindelse
- Bakteriene registrerer konsentrasjonsgradienter
når de beveger seg.
- Gradienten registreres av kjemoreseptorer som
styrer run og tumble bevegelse på flagell
- Kjemiske forbindelser kan tiltrekke eller frastøtende bakterier
Kjemotaksis?
Kjemotaksi er bevegelsen av en organisme mot (positiv) eller fra (negativ) en kjemisk forbindelse
- Bakteriene registrerer konsentrasjonsgradienter
når de beveger seg.
- Gradienten registreres av kjemoreseptorer som
styrer run og tumble bevegelse på flagell
- Kjemiske forbindelser kan tiltrekke eller frastøtende bakterier
Fototaksi og andre taksi
Fototaksi
- Reagerer både på lysmengde og lyskvalitet - Cellene har fotoreseptorer
Aerotaksi (fra/mot oksygen)
Osmotaksi
- Ionestryke
Fimbrier og pilier
FIMBRIER(s 47)
feste bakteriene(G-) til overflater-hverandre
biofilm
Endosporer?
Hva er det?
Dannelse
Spiring
- Hvilecelle som dannes inne i den vegetative cellen til en bakterie
- Bacillus og Clostridium
- Overlever ekstremsituasjoner
- Svært resistent mot uttørking, varme og kjemikalier
- Vanninnholdet er bare 10-30 % av en vegetativ celle.
- Store mengder organisk syre og kalsium
- Beskytter DNA mot skader
- Har ingen metabolisme
- Det er funnet levende endosporer i rav som ble
dannet for 25-40 millioner år siden
- Det er funnet levende endosporer i rav som ble
Dannelse:
- DNA-replikasjon
- Celledeling: - “nytt” DNA inn i forspore
- Forsporen omkapsles av morcellen og får ekstra membran
- Morcellens kromosomer brytes ned
- Forsporen utvikler lag av peptidoglukan (cortex) mellom de to membranenene
- ( (I( DNA )I) ) - Utvikler lag utenpå yttermembran bestående av “coat proteins”
- Kalsium (Ca) inkorporeres i spore “coat”-laget
- Exosporangium helt ytterst (usikker på når dette skjer)
Spiring av endosporer:
- Spiring skjer pga forandring i miljøettar opp vann, starter metabolisme
- Aktivering fører til spiring hvis sporen plasseres i en næringsløsning. En relativt rask reaksjon (minutter og ikke timer).
NB! Ikke en form for formering, hvorfor?
Eukaryote celler
- Kjernen - Inneholder kromosomene
- ER - Transportnettverk - Ru og Glatt
- Golgi – Produserer membraner og viktig i sekresjon
- Lysosomer - Membranomsluttede vesikler som inneholder nedbrytende enzymer
- Vakuoler – Lager av næring og avfallsstoffer
- Mitokondrier - Cellulær respirasjon
- Kloroplast - Fotosyntese
- Peroxisomer - Oksydering av fettsyrer.
- Bryter ned H2O2(katalase) - Ribosomer 80S(70s i mitokondrier)
Cellevegg hos eukaryote
- Enklere enn hos prokaryote
- Alger (planter) har cellulose i celleveggen
- Sopp har kitin i celleveggen
- Dyr mangler cellevegg, har ofte glycocalyx (klebrige karbohydrater) som er kovalent bundet med proteiner og lipider i cellemembranen.
- Glycocalyx forsterker membranen, holder
cellene sammen og har en rolle i celle-celle
interaksjoner.
Cytoplasmamembran hos eukaryote
- Prinsipielt lik cytoplasmamembranen hos prokaryotene
- Ulikheter: Inneholder karbohydrater
- viktige i celle-celle gjenkjennelse - Steroler (forsterker membranene)
- Næringsopptak via transportproteiner, likner prokaryoter mekanismer (ikke gruppetransport)
- Noen tar opp næring over membranen ved hjelp av endocytose
Cytoplasma hos eukaryote
Området mellom cytoplasmamembranen og kjernemembranen
- Likner på prokaryot cytoplasma, men har et mer avansert cytoskjelett enn de prokaryote
- Cytoskjelettet består av proteinfilamenter som aktin og tubulin
- holder fasongene til cellen, transporterer
forbindelser (cytoplasmastrømninger),
transporterer organeller og er sentrale i
mitose og meiose.
Cytoplasmatiske strømninger
Endoplasmatisk retikulum og golgiapparat?
Glatt ER; syntese av membranlipider
Ru ER; proteinsyntese
Golgiapparat
- Modifiserer proteiner fra ER; glykoproteiner, lipoproteiner og hormoner
- Sorterer og pakker proteiner i membranvesikler
- Membranvesiklene tømmer innholdet ut av cellen(exocytose)
- Vesiklene kan også leverer byggesteiner til membranene(organellene)
Eukaryote ribosomer?
Sete for proteinsyntese
- Fritt i cytoplasma eller bundet til ER
- 80S typen som består av 60S og 40S (ikke samme som prokaryot)
