Prokaryoten

Schematische voorstelling van een prokaryotische cel.

Een prokaryoot organisme is een eencellig organisme zonder de compartimentering van de cel, zoals deze voorkomt bij eukaryoten - de celkern en andere organellen ontbreken. De groep der prokaryoten omvat twee taxonomische domeinen: de bacteriën en de Archaea. Alle eencelligen die wel een celkern bevatten vormen samen de soortenrijke groep der protisten. De protisten behoren, samen met alle soorten meercellige organismen, tot het derde taxonomische hoofddomein, dat van de eukaryoten

De term 'prokaryoot' is een porte-manteauwoord, dat is gevormd uit de (van het Oudgrieks afgeleide) woorden pro: 'voor(afgaand aan)' (namelijk in de evolutie) en eu-karyoot: '(cel) met celkern'.

Tegenwoordig wordt er geen domein met de naam Prokaryota meer erkend. De eencellige soorten organismen zonder celkern vormen een parafyletische groep: de Archaea zijn evolutionair meer verwant met de Eukaryota dan met de Bacteria: Archaea en Eukaryota hebben een eencellige voorouder gemeen waar de Bacteria niet van afstammen.

Kenmerken

De groep der prokaryoten is groot en uiterst soortenrijk. Veel soorten, vooral behorend tot de Archaea, zijn extremofiel: ze kunnen overleven onder extreme omstandigheden. Prokaryoten zijn eencellig en klein: ongeveer 0,002 mm lang en 0,0004 tot 0,001 mm in diameter. De massa is met 10⁻¹²g ongeveer 1000 maal kleiner dan die van een dierlijke cel.

Bij prokaryoten bevindt het cirkelvormige DNA zich los in de cel, vaak in een nucleoïde; er is geen sprake van een celkern. Bij eukaryoten bevindt het lineaire DNA zich in een celkern, een door een kernmembraan van de rest van de cel afgescheiden compartiment (organel). Ook andere organellen ontbreken in de prokaryote cel, met de planctomycetales, een orde van aerobe, in water levende bacteriën, als uitzondering. Histonen, specifieke eiwitten die samen met het DNA het chromatine vormen in de eukaryotische cel, ontbreken bij prokaryoten eveneens.

Mitose en meiose ontbreken: prokaryoten kennen geen geslachtelijke voortplanting, de cellen vermenigvuldigen zich door binaire deling. Naast chromosomaal DNA bevat een prokaryote cel vaak verschillende plasmiden. Recombinatie van de genen vindt plaats door paraseksuele processen (horizontale genoverdracht): met plasmide-DNA kan genetische informatie tussen bacteriën, ook tussen fylogenetisch weinig verwante soorten, worden uitgewisseld.

De flagellen van prokaryoten zijn dunner dan die bij eukaryoten. Hun diameter is 10-20 nm. Ook de ribosomen zijn kleiner dan bij eukaryoten, met een diameter van 15 nm. De versteviging van de celwand bestaat uit peptidoglycaan of mureïne, dat een driedimensionaal netwerk vormt van één zeer groot molecuul. Dit molecuul is gevoelig voor lysozymen (muramidasen), het minder gevoelige pseudomureïne komt vooral voor bij Archaea.

Voorbeelden

Prokaryote organismen vallen óf onder het domein van de bacteriën, óf onder het domein van de Archaea. Deze twee domeinen vormden eerder samen één domein: de Prokaryota of Monera. Dit voormalige domein is inmiddels gedegradeerd tot een parafyletische, informele (niet-wetenschappelijke) 'groep'. De Archaea bleken meer verwant met de Eukaryota (het domein dat onder andere planten, schimmels en dieren omvat) dan met de Bacteria.

Veel soorten bacteriën leven in symbiose met eukaryote organismen, bijvoorbeeld de verschillende soorten bacteriën die op de menselijke huid leven, of de bacteriën in de menselijke darmflora.

Blauwalgen (cyanobacteriën) zijn fotosynthetische prokaryote organismen die eveneens tot de bacteriën behoren. Volgens de zogenaamde endosymbiontentheorie zijn chloroplasten of bladgroenkorrels, organellen die in eukaryote cellen voor de fotosynthese zorgen, geëvolueerd uit oorspronkelijk vrijlevende cyanobacteriën die gedurende de evolutie een endosymbiotische relatie zijn aangegaan met eukaryote cellen. Voor deze theorie pleit dat bladgroenkorrels (en mitochondriën) ringvormig DNA bezitten van een type dat voorkomt bij prokaryoten, terwijl DNA in de celkern van een eukaryote cel een lineaire structuur heeft.

Verschillen met Eukaryota

Indeling

Bacteria en Archaea

Domeinen en supergroepen

Historische namen