Prokariot

Struktura e një bakteri, organizem prokariot

Prokariotet janë një grup organizmash të cilat nuk kanë bërthamë qelizore (karioni), si dhe nuk kanë organe qelizore të mbështjellë nga membrana. Janë të ndryshme nga eukariotet, të cilat kanë bërthamë qelizore. Shumica e prokarioteve janë njëqelizore, por ka dhe të tilla që gjatë fazave të tyre të jetës kanë periudha shumëqelizore, si psh myksobakteret. Fjala prokariot vjen nga greqishtja πρό- (pro-) "përpara" καρυόν (karion) "berthama".

Prokariotet ndahen në dy grupe: bakteret dhe arkeat. Arkeat janë njohur si grup jetësor në 1990. Këta organizma fillimisht mendoheshin se ishin në gjendje të jetonin vetëm në kushte ekstreme, si temperatura të larta, nivele të larta pH dhe nivele të larta radiacioni. Por kohët e fundit janë gjetur në të tera llojet e ambienteve.

PROKARIOTËT DHE EUKARIOTËT  “Bakteret e vërteta” (ku përfshihen të gjitha bakteret që infektojnë njeriun) janë anëtarë të të njejtës mbretëri të gjallesave - eubacteria, bacteria. Një grup tjetër mikroorganizmash që shpesh hasen në mjedise ekstreme jetësore formojnë mbretërinë tjetër - archaebacteria, Archaea. Në aspektin morfologjik, të dy mbretëritë e këtyre mikroorganizmave kanë ngjashmëri mes vete( sidomos kur iu mungon bërthama), prandaj ato së bashku grupohen si prokariotë. Megjithatë, ato kanë dallime të dukshme në aspektin biokimik. Shumica  e archaea jetojnë në mjedise tipike, siç janë burimet e nxehta sulfurike, ku mbretëron temperaturë mbi 80 °C dhe pH=2. Këto mikroorganizma quhen termoacidofile. Të tjerat jetojnë në mjedise që përmbajnë metan (metanogjenet) ose përqëndrime të larta të kripës (halofilet ekstreme). Archaea Bazuar në ngjashmëritë e sekuencave të ADN-së, del se arkaeat dhe ekuariotet janë ndarë nga eubakteret para se të ndahen nga njëra tjetra (figura 1a). Nga vështrimi biokimik, arkaeat në shumë aspekte janë më të ngjashme me eukariotet sesa eubakteret. P.sh., ARN polimeraza e arkaeave në aspektin e numrit të nënnjësive është poaq komplekse sikurse polimerazat e bërthamës së eukarioteve. Njëkohësisht, përbrenda disa nënnjësive eukariote ekziston një homologji e konsiderueshme e aminoacideve. Po ashtu, te arkaeat gjeni promotor i strukturës është më shumë i ngjashëm me atë të eukarioteve sesa eubaktereve. Sikurse eubakteret, edhe arkaeat kanë operone, të cilat i përshkruajnë tek ARNi policistronike. Ngjashmëri ekzistojnë edhe në faktorët e sintezës së proteinave të arkaeave dhe eukarioteve, duke sugjeruar për një mekanizëm të përbashkët të sintezës së proteinave. Njësia 16S e ARNr te eubakteret dhe arkaeat dallon dukshëm në sekuencë.  Eubakteret ( me përjashtim të gjinive Mycoplasma dhe Chlamydia) posedojnë peptodoglikan (sinonimet: mureinë, mukopeptid, skeleti i murit qelizor). Peptidoglikani përmban një sheqer unikat, acid muramik, që nuk gjindtë tjetërkund në natyrë. Archaebacteret përmbajnë pseudomureinë që dallon strukturalisht me mureinën e eubaktereve. Për të shprehur ngjashmëritë ndërmjet archaeae dhe eukarioteve, në të kaluarën është përdorur termi archaebacteria. Sot, të gjitha format tjera qelizore të jetës (përfshirë bimët, kafshët dhe fungjet) përmblidhen me një emër-eukariotë. Anëtarët e Archaea nuk janë patogjenë për njerëz dhe nuk do të diskutohen më tej. 

DALLIMET NDËRMJET PROKARIOTEVE DHE EUKARIOTEVE  Qeliza prokariote, për dallim prej asaj eukariote nuk është e fragmentuar. Ajo nuk ka membranë bërthamore, mitokondrie, retikulum endoplazmatik, trupin e Golgjit, fagosome dhe lizosome (Figurat 1b, 2 dhe 3). Prokariotet, në përgjithësi kanë vetëm një kromozom cirkular. Pasi që nuk kanë membranë bërthamore, kromosomi është i lidhur në një vend specifik të membranës qelizore- në mezosome. Ribosomet e prokarioteve janë 70S ( S- njësia e Svedbergut, një vlerë e madhësisë), kurse ribosomet e eukarioteve janë më të mëdha (80S).  Nënnjësitë ribosomale të prokarioteve janë 30S dhe 50S ( te eukariotet janë më të mëdha). Ribosomet 30S kanë ARN 16S, kurse ribosomet 50S përmbajnë ARN 23S dhe 5S. Te eukariotet, ARN ribosomal është më i madh (ARNr 18S ndaj 16S). Membranat bakterore, në përgjithësi nuk përmbajnë sterole (p.sh.kolesterol).

STRUKTURA BAKTERORE Edhe pse nuk janë aq komplekse sa eukariotet, te prokariotet mund të definohen disa struktura përbërëse eubakterore. Këto struktura nuk i posedojnë të gjitha bakteret. Plazmidet  Janë segmente të ADN-së që ndodhen jashtë kromozomeve, të pranishme në shumë kopje dhe shpesh kodojnë faktorët e patogjenezës dhe ato të rezistencës antimikrobike. Disa forma, po ashtu janë të përfshira në shumëzimin e baktereve. Mbështjellësi qelizor Bakteret mund të ndahen në dy grupe duke u bazuar në ngjyrosjen sipas Gramit. Bakteret Gram pozitive e mbajnë  ngjyrën e kristal violetit pas shpërlarjes me ujë, kurse ato Gram negative nuk e mbajnë atë pas shpërlarjes. Të gjitha bakteret kanë membranë qelizore në të cilën bëhet fosforilimi oksidativ (pasi që nuk kanë mitokondrie). Jashtë membranës qelizore ndodhet muri qelizor, që përbën një formacion rigjid dhe e mbron qelizën nga liza osmotike. Bakteret gram pozitive kanë mur qelizor shumë më të trashë sesa ato Gram negative. Bakteret Gram negative kanë edhe një membranë të jashtme shtesë. Membrana e jashtme është bariera kryesore e permeabilitetit te bakteret Gram negative. Hapësira ndërmjet membranës së jashtme dhe asaj të brendshme quhet hapësira periplazmike. Bakteret Gram negative i deponojnë enzimet e tyre zbërthyese në hapësirën periplazmike. Bakteret Gram pozitive nuk kanë hapësirë periplazmike; ato sekretojnë ekzoenzime dhe bëjnë digjestimin jashtëqelizor. Digjestimi është i nevojshëm, pasi që molekulat e mëdha nuk mund të kalojnë rregullisht nëpër membranën e jashtme (nëse është prezente) ose nëpër membranën qelizore.   

Flagjela Disa lloje bakteresh janë të lëvizshme dhe kanë organele të lëvizjes – flagjela (figura 4). Ato janë të afta ta shijojnë mjedisin e tyre jetësor dhe të përgjigjen ndaj substancave kimike ushqyese ose materieve helmuese duke lëvizur drejt tyre apo larg nga to (kemotaksa). Flagjelat janë të fiksuara në membranën qelizore, zgjaten nëpër mbështjellës qelizor dhe shtrihen si varg i gjatë. Flagjela përbëhet nga një numër proteinash, përfshirë edhe flagjelinën. Ato e lëvizin qelizën përmes rrotacionit me lëvizje sikur helikë. Filamentet aksiale te spiroketat kanë funksion të ngjashëm sikurse flagjelet. Proteinat lidhëse në hapësirën periplazmike ose membranën qelizore i lidhin burimet e ushqimit (siç janë sheqernat dhe aminoacidet) duke shkaktuar metilimin e proteinave të tjera të membranës qelizore të cilat ndikojnë në lëvizjen e qelizës me flagjela. Permeazat janë proteina që pastaj i transportojnë këto ushqime nëpër membranën qelizore. Energjia dhe burimet e karbonit mund të deponohen sipas nevojës në “granulat deponuese” të citoplazmës që përmbajnë glikogjen, polihidroksibutirat ose polifosfate.

Endosporet (sporet)  Janë forma të fjetura të qelizës bakterore që prodhohen nga disa lloje bakteresh gjatë kushteve të pavolitshme jetësore (figura 7); forma aktive e rritur e qelizës quhet formë vegjetative. Sporet janë rezistente ndaj shumë kushteve të pavolitshme (përfshirë temperaturat e larta dhe tretësit organikë). Citoplazma e sporeve është e dehidruar dhe përmban kalcium dipikolinat (acidi dipikolinik- figura 8), që është përgjegjës për rezistencën e spores ndaj nxehtësisë. Sporet më së shpeshti hasen te gjinitë Bacillus dhe Clostridium.