Prokaryoten

  Prokaryoten (Procarya, Procaryota; von griechisch pro = bevor und karyon = Nuss, Kern), auch Prokaryonten oder Monera genannt, sind zelluläre Lebewesen, welche keinen Zellkern besitzen. Ihr Zelltyp wird als Protocyte bezeichnet.

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Seit alle zellulären Lebewesen in drei Domänen eingeteilt werden, fassen die Domänen der Bakterien (Bacteria) und der Archaeen (Archaea) alle Prokaryoten zusammen.

Die DNA befindet sich in prokaryotischen Zellen (Protocyten) frei im Cytoplasma. Meist besteht sie aus einem einzelnen doppelsträngigem, in sich geschlossenen, dicht strukturierten DNA-Molekül, das als Kernäquivalent oder Nucleoid oder Bakterienchromosom bezeichnet wird. Es enthält keine Histonproteine, wie sie bei höheren, eukaryotischen Organismen (in Eucyten) in den Chromosomen mit der DNA assoziiert sind. Nur manche Prokaryoten enthalten lineare DNA-Doppelstränge (z.B. Borrelien). Bei Escherichia coli und anderen daraufhin untersuchten Bakterien ist der DNA-Doppelstrang ein etwa 1 mm langes, in sich geschlossenes Ringmolekül, das stark aufgeknäuelt ist. Bei manchen Bakterien kommen außerdem noch kleinere doppelsträngige, geschlossene DNA-Moleküle vor, die als Plasmide bezeichnet werden. Prokaryoten enthalten keine Organellen wie Chloroplasten und Mitochondrien. Ebenso besitzen sie keine Golgi-Apparate, Vakuolen und kein endoplasmatisches Retikulum.

Im Gegensatz zu den Prokaryoten besitzen Eukaryoten einen „echten“, durch eine Doppelmembran vom umgebenden Cytoplasma abgegrenzten Zellkern.

Die Größe von Prokaryoten (bei länglichen der Durchmesser) liegt zwischen 0,2 und 700 µm (Thiomargarita namibiensis etwa 700 µm).

Prokaryoten werden charakterisiert durch folgende Eigenschaften:

• das Fehlen von Zellorganellen wie beispielsweise Mitochondrien, Plastiden (können in Einzelfällen aber vorhanden sein), Dictyosomen, Zentriolen, mitotischen Spindeln aber vor allem auch des Zellkerns. Die DNA liegt wie die Polymerasen frei im Cytoplasma; bei der Proteinbiosynthese finden Transkription und Translation im Cytoplasma statt,
• häufiges Vorhandensein von Plasmiden (extrachromosomale DNA-Elemente, in sich geschlossen oder linear); nur vereinzelt kommen Plasmide auch in Eukaryoten vor,
• im Vergleich mit den Eukaryoten, kleinere Ribosomen: 70 S-Ribosomen (bei Eukaryoten: 80 S-Ribosomen),
• komplexer Aufbau der Zellhüllen und teilweise das Vorkommen einer zweiten Zellmembran; nur in den Zellwänden von Bakterienzellen findet sich Murein (aus Zuckern und Aminosäuren zusammengesetzte Verbindung),
• nicht sehr komplexe Formen,
• einfache, ungeschlechtliche Vermehrung, meistens durch Zweiteilung,
• Vielfältige Stoffwechselleistungen wie: Energiegewinn durch Atmung, Gärung, Phototrophie, Chemotrophie, Organotrophie, Lithotrophie,
• hohe physiologische Flexibilität
• einige sind unter extremen Bedingungen lebensfähig (Temperaturbereich bis über 100 °C; oxisches oder anoxisches Milieu; saures Milieu (pH-Wert 1-4); hohe hydrostatische Drücke (1000 bar))

Stoffwechselleistung der Prokaryoten

Anoxygene Photosynthese	vorhanden
Oxygene Photosynthese	vorhanden
Aerobe Atmung	vorhanden
Gärung	vorhanden
Anaerobe Atmung	vorhanden
Stickstoff-Fixierung	vorhanden
Chemolithotrophie	vorhanden

Siehe auch

• Endosymbiontentheorie
• Eukaryoten
• Portal:Biologie

Literatur

• Martin Dworkin, Stanley Falkow, Eugene Rosenberg, Karl-Heinz Schleifer, Erko Stackebrandt (Hrsg.). The Prokaryotes, A Handbook of the Biology of Bacteria. 7 Bände, 3. Auflage, Springer-Verlag, New York u. a. O., 2006, ISBN 0-387-30740-0
• Joseph W. Lengeler, Gerhart Drews, Hans G. Schlegel (Hrsg.). Biology of the Prokaryotes. Georg Thieme Verlag, Stuttgart, 1999, ISBN 3-13-108411-1