Medioimages/Photodisc/Photodisc/Getty Images
Celler är livets funktionella enheter, var och en sammansatt av specialiserade strukturer som samarbetar för att upprätthålla en livskraftig inre miljö. I många organismer är en enda cell en helt autonom, levande varelse – illustrerad av prokaryoter som E. coli och Stafylokocker .
Prokaryoter omfattar domänerna Bacteria och Archaea, som kännetecknas av sin enkla, encelliga arkitektur. Däremot inkluderar domänen Eukaryota i allmänhet större, ofta flercelliga organismer – djur, växter, protister och svampar – som har membranbundna organeller.
Trots dessa skillnader konvergerar de första näringsstegen i både prokaryota och eukaryota celler, med början med intag och bearbetning av glukos.
Alla celler delar fyra grundläggande komponenter:DNA (det universella genetiska materialet), ett plasmamembran som skyddar och avgränsar cellen, ribosomer som syntetiserar proteiner och cytoplasman, den gelliknande matrisen som fyller det inre.
Eukaryota celler har dubbelmembranorganeller som saknas i prokaryoter. Kärnan, omsluten av ett kärnhölje, rymmer DNA:t. Eukaryoter utför också aerob andning och extraherar maximal energi från glukos via Krebs-cykeln och elektrontransportkedjan.
Prokaryoter saknar många tillväxtkrav för eukaryoter. De kan inte uppnå stora individuella storlekar, föröka sig sexuellt och vanligtvis föröka sig snabbare än ens de snabbaste avelsdjuren. Deras primära "mål" är celldelning, vilket säkerställer genetisk kontinuitet.
Näringen är strömlinjeformad:prokaryoter förlitar sig uteslutande på glykolys - en 10-stegs cytoplasmatisk väg som ger två ATP- och två pyruvatmolekyler per glukosmolekyl. Hos eukaryoter matas glykolys in i aerob andning för en mer betydande energiutbyte.
Glykolys enbart tillfredsställer de blygsamma energibehoven hos prokaryota celler, vilket ger en nettovinst på två ATP per glukos. Även om det är mycket mindre än de 34–36 ATP som produceras av Krebs-cykeln och elektrontransportkedjan i eukaryota mitokondrier, är denna produktion tillräcklig för prokaryotisk överlevnad.
Vägen börjar med att glukos kommer in i cellen, genomgår två fosforyleringssteg och omvandlas till fruktos-bisfosfat. Denna mellanprodukt delar sig i två identiska trekolmolekyler, som var och en bär en fosfatgrupp. Processen kräver en initial investering på två ATP men genererar i slutändan fyra ATP, vilket ger en nettovinst på två ATP.
Tillväxt i prokaryoter kan hänvisa till expansionen av enskilda celler eller spridningen av hela bakteriepopulationer - kolonier. Bakteriegenereringstider mäts vanligtvis i timmar, i skarp kontrast till det decennier långa mänskliga generationsintervallet.
Odlingsmedier som agar, berikad med glukos, stödjer bakterietillväxt. Kvantifieringsverktyg inkluderar Coulter-räknare, flödescytometrar och mikroskopiska räkningar.
