Prokaryonten zeichnen sich durch das Fehlen des Zellkerns aus. Sie können eine Vielzahl an Energiequellen nutzen, unter extremen Umweltbedingungen leben und weisen Größen von 0,25–1 µm bis hin zu 1,5 x 4 µm auf.
Ihre Hauptaufteilung erfolgt in die beiden Domänen Bacteria und Archaea.
Im täglichen Leben sind uns Prokaryonten als Bakterien bekannt. Oftmals wird das Wort Bakterie oder Bakterium direkt mit Krankheitserreger gleichgesetzt. Dabei sind die wenigsten Prokaryoten pathologisch - also krankheitserregend.
Alle Prokaryoten besitzen dieselbe Grundstruktur:
- Es gibt eine Plasmamembran, die die Zelle umgibt. Sie reguliert Stofftransport und Kommunikation und grenzt Zellen voneinander ab.
- Der umschlossene Raum wird als Zytoplasma, mit den beiden Hauptbestandteilen Zytosol und Ribosomen, bezeichnet.
- Das Erbmaterial (DNA) liegt frei im Zytoplasma konzentriert in einem Raum, der als Nukleoid bezeichnet wird.
- Besonderheit vieler Prokaryoten: die Zellwand. Die meisten Prokaryoten (Bacteria) weisen eine Zellwand auf, die außerhalb der Plasmamembran liegt und aus einem Kohlenhydratabkömmling aufgebaut ist (Peptidoglykan = Murein). Man unterscheidet hierbei je nach Anzahl und Anordnung der Mureinschichten zwischen grampositiven und gramnegativen Bakterien. Archaea besitzen keine Zellwand nach diesem Typ.
Hinweis
Das Zytoplasma besteht aus dem flüssigen Zytosol, dass zu einem großen Teil Wasser und darin gelöste Proteine enthält.
Grundlegend ist die von der Membran umgebene Zelle nicht weiter unterteilt. DNA, Ribosomen und Reservestoffe sind ohne ersichtliche Ordnung im Zellinneren (Zytoplasma) gelagert. Zusätzliche Information kann in Form von Plasmid-DNA (extrachromosomale DNA) in der Bakterienzelle vorhanden sein. In der Regel findet sich ein Mechanismus, der Bewegung ermöglicht (Bakteriengeißel, Pili, Fimbrien).
Beispiel
Beispiel: E. coli – Rolle als Teil der Darmflora oder pathogener Keim (EHEC = Enterohämorrhagische E. coli)
E. coli ist ein sogenanntes gramnegatives Bakterium. Es besitzt auf der Zytoplasmamembran aufliegend eine weitere Zellschicht. Diese besteht aus Murein (Protein + Lipid). Darauf liegt eine äußere Membran auf. E. coli schützt sich dadurch besser vor Umwelteinflüsse.
E. coli ist ein universeller Keim unserer normalen Darmflora und sorgt u.A. für die Aufnahme von Vitamin K. Einige E.-coli-Stämme (z.B. EHEC) sind jedoch pathogen und können verschiedene Infektionskrankheiten verursachen.