Hoofdstuk 5 – Prokaryoten
5.1 Prokaryoten
= Archaea + Bacteria
Oudste + meest voorkomende vorm van leven
Structureel simpele vorm van leven – typisch prokaryote cellulaire
vorm
Alom tegenwoordig, ook daar waar geen eukaryoten kunnen
overleven (Archaea zijn dikwijls extremofielen)
5.2 Fundamentele verschillen tussen prokaryoten en
eukaryoten
Unicellulair op enkele uitzonderingen na. Cellen kunnen wel
groeperen tot een matrix of filamentcellen blijven wel individueel –
geen directe interconnecties tussen elkaars cytoplasma bvb
Cyanobacteria
biofilm: de meeste bacterien kunnen onder normale
omstandigheden complexe gemeenschappen bouwen
bestaande uit verschillende species – levert bvb betere
resistentie tegen antibiotica, dessicatie, omgevingstressoren
Celgrootte gemiddeld 1 μm of minder (maar uitzonderingen tot
750 μm: Thiomargarita Namibia)
Chromosomen in nucleoid regio – 1 circulair ds DNA + histone
achtige eiwitten
+ plasmiden: genetisch element dat kan overgedragen worden
tussen prokaryote cellen
Celdeling en genetische recombinatie niet via mitose
(eukaryoten) maar door binaire splijting – vorm van asexuele
reproductie – echte sexuele voortplanting is typisch voor eukaryoten
en betreft de vorming van haploide gameten – diploide zygote
gentransfer bij prokaroyten toch ook mogelijk: horizontale
gentransfer (geen vorm van reproductie)
Interne compartimentalisatie geen membraanomgeven
organellen dus geen kern, mitochondriën, ER, Golgi, lysosomen,
bvb enzymen voor ademhaling zijn gebonden aan de
celmembraan en bevinden zich in cytosol ( mitochondriën)
wel ook ribosomen maar structureel verschillend
Flagella simpel , uit 1 vezel (9+2 microtubuli in Euk.) opgebouwd
uit flagelline
Rigied, propeller-achtig voor voortbeweging
Pili: voor het binden/plakken aan oppervlakken en aan mekaar
, Metabole diversiteit
twee types fotosynthese: zuurstof producerend en niet-
zuurstof producerend (productie van bvb zwavel, sulfaat)
Ook chemolithotroof: gebruik van energie uit chemische
bindingen van anorganische moleculen voor de synthese van
carbohydraten
5.3 Prokaryota: verschillen tussen Bacteria en Archaea
Op moleculair en biochemisch vlak
In 4 sleuteldomeinen:
Plasmamembraan – membraanlipiden: In Archaea zijn lipiden
gelinkt op glycerol skelet via etherbinding en niet via esterbinding
zoals bij Bacterien. Bij Archaea kunnen lipiden vertakken (komt niet
voor bij bacterien), en tetraethers kunnen monolayers maken.
Celwand: Zowel bacteria als archaea hebben celwand over de
plasmamembraan wat de cel sterker maakt
Bacteria: celwand uit peptidoglycan
Archaea: geen peptidoglycan, soms pseudopeptidoglycan =
pseudomurein
DNA replicatie: archaea initiatie van DNA replicatie is meer
gelijkend op die van eukaryota
Genexpressie: verschillende machinerie: meer dan 1 RNA
polymerase zoals gelijkend op die van de eukaryota – ook translatie
machinerie meer gelijkend op dat van eukaryota
Transcriptie en translatie bij archaea lijken dus meer op die van
eukaryoten
5.4 Eerste classificatie van prokaryoten op basis van
eigenschappen
Fotosynthese of niet
Bewegend of niet
Unicellulair of filamenteus
Vormming van sporen of divisie via binaire splijting
Pathogeen voor mens of niet
5.5 Moleculaire classificatie
Moleculaire aanpak van classificatie van prokaryoten:
Analyse van AA sequenties van sleutelproteïnen
Analyse van de nucleïnezuur sequentie op basis van G-C inhoud
5.1 Prokaryoten
= Archaea + Bacteria
Oudste + meest voorkomende vorm van leven
Structureel simpele vorm van leven – typisch prokaryote cellulaire
vorm
Alom tegenwoordig, ook daar waar geen eukaryoten kunnen
overleven (Archaea zijn dikwijls extremofielen)
5.2 Fundamentele verschillen tussen prokaryoten en
eukaryoten
Unicellulair op enkele uitzonderingen na. Cellen kunnen wel
groeperen tot een matrix of filamentcellen blijven wel individueel –
geen directe interconnecties tussen elkaars cytoplasma bvb
Cyanobacteria
biofilm: de meeste bacterien kunnen onder normale
omstandigheden complexe gemeenschappen bouwen
bestaande uit verschillende species – levert bvb betere
resistentie tegen antibiotica, dessicatie, omgevingstressoren
Celgrootte gemiddeld 1 μm of minder (maar uitzonderingen tot
750 μm: Thiomargarita Namibia)
Chromosomen in nucleoid regio – 1 circulair ds DNA + histone
achtige eiwitten
+ plasmiden: genetisch element dat kan overgedragen worden
tussen prokaryote cellen
Celdeling en genetische recombinatie niet via mitose
(eukaryoten) maar door binaire splijting – vorm van asexuele
reproductie – echte sexuele voortplanting is typisch voor eukaryoten
en betreft de vorming van haploide gameten – diploide zygote
gentransfer bij prokaroyten toch ook mogelijk: horizontale
gentransfer (geen vorm van reproductie)
Interne compartimentalisatie geen membraanomgeven
organellen dus geen kern, mitochondriën, ER, Golgi, lysosomen,
bvb enzymen voor ademhaling zijn gebonden aan de
celmembraan en bevinden zich in cytosol ( mitochondriën)
wel ook ribosomen maar structureel verschillend
Flagella simpel , uit 1 vezel (9+2 microtubuli in Euk.) opgebouwd
uit flagelline
Rigied, propeller-achtig voor voortbeweging
Pili: voor het binden/plakken aan oppervlakken en aan mekaar
, Metabole diversiteit
twee types fotosynthese: zuurstof producerend en niet-
zuurstof producerend (productie van bvb zwavel, sulfaat)
Ook chemolithotroof: gebruik van energie uit chemische
bindingen van anorganische moleculen voor de synthese van
carbohydraten
5.3 Prokaryota: verschillen tussen Bacteria en Archaea
Op moleculair en biochemisch vlak
In 4 sleuteldomeinen:
Plasmamembraan – membraanlipiden: In Archaea zijn lipiden
gelinkt op glycerol skelet via etherbinding en niet via esterbinding
zoals bij Bacterien. Bij Archaea kunnen lipiden vertakken (komt niet
voor bij bacterien), en tetraethers kunnen monolayers maken.
Celwand: Zowel bacteria als archaea hebben celwand over de
plasmamembraan wat de cel sterker maakt
Bacteria: celwand uit peptidoglycan
Archaea: geen peptidoglycan, soms pseudopeptidoglycan =
pseudomurein
DNA replicatie: archaea initiatie van DNA replicatie is meer
gelijkend op die van eukaryota
Genexpressie: verschillende machinerie: meer dan 1 RNA
polymerase zoals gelijkend op die van de eukaryota – ook translatie
machinerie meer gelijkend op dat van eukaryota
Transcriptie en translatie bij archaea lijken dus meer op die van
eukaryoten
5.4 Eerste classificatie van prokaryoten op basis van
eigenschappen
Fotosynthese of niet
Bewegend of niet
Unicellulair of filamenteus
Vormming van sporen of divisie via binaire splijting
Pathogeen voor mens of niet
5.5 Moleculaire classificatie
Moleculaire aanpak van classificatie van prokaryoten:
Analyse van AA sequenties van sleutelproteïnen
Analyse van de nucleïnezuur sequentie op basis van G-C inhoud
