سرفصل های درس مهندسی بیوشیمی پیشرفته

نام بسته درسی : مهندسی بیوشیمی پیشرفته

————————————————————————-

فهرست:

فصل اول- مهندسي زيست شيمي و واحدهاي اصلي آن                                                                                       

مهندسی زیست شیمی                                                                                                                                 

امكانات لازم و مراحل توليد مواد به روش مهندسي زيست‌شيمي                                                                               

مراحل توليد يك ماده                                                                                                                                   

سلولها – واحدهاي اصلي در مهندسي زيست‌شيمي                                                                                               

تقسيم‌بندي سلولها                                                                                                                                      

فصل دوم – زيست شيمي و سينتيك واكنش هاي آنزيمي                                                                                   

زيست شيمي                                                                                                                                           

چربيها                                                                                                                                                   

ساختمان و خواص فيزيكي DNA                                                                                                                 

ساختمان RNA                                                                                                                                      

پروتئينها و آمينواسيدها                                                                                                                              

سينتيك واكنشهاي آنزيمي                                                                                                                          

روش میکائیلس – منتن                                                                                                                              

روش بریگ هالدن                                                                                                                                     

روش حل عددی                                                                                                                                       

فعالیت کوفاکتورها                                                                                                                                     

زیست واکنشگاههای آنزیمی                                                                                                                         

زیست واکنشگاه پیوسته با اختلاط کامل (CSTR)                                                                                            

 بازدارندگی در واکنشهای آنزیمی                                                                                                                   

سایر عوامل مؤثر بر فعالیت آنزیمها                                                                                                                 

فصل سوم – تثبیت آنزیم و سلول                                                                                                                 

تثبیت آنزیم                                                                                                                                             

    روشهای تثبیت                                                                                                                                     

    اثر تثبیت آنزیم بر پدیدة انتقال جرم                                                                                                           

    سینتیک مرتبة صفر                                                                                                                               

    سینتیک مرتبة یک                                                                                                                                

مدل میکائیلس – منتن                                                                                                                              

نفوذپذیری ژلهای زیست شناختی                                                                                                                  

فصل چهارم – کاربرد صنعتی آنزیمها و واکنش های سوخت و ساز و انرژی سلول ها                                                    

صنایع مواد پاک کننده                                                                                                                               

کاربرد آنزیمها در صنایع تبدیل سلولوز                                                                                                            

مواد گیلنوسلولوزی                                                                                                                                    

تصفیة اولیة سلولوز و هیدرولیز (آبکافت) آن                                                                                                      

آنزیم سلولاز                                                                                                                                             

واکنشهای سوخت و ساز و انترپی در سلولها                                                                                                      

اصول ترمودینامیک در واکشنهای زیست شناختی                                                                                               

اکسایش زیست شناختی و انتقال انرژی                                                                                                           

چگونگی تولید انرژی در زنجیر انتقال الکترون                                                                                                    

    پیوندهای پرانرژی                                                                                                                                  

سیستمهای تهیة انرژی و مواد قابل مصرف برای رشد سلول                                                                                   

تنفس و متابولیسم هوازی                                                                                                                            

مسیر زیست شناختی تری کربوکسیلیک اسید(TCA) یا چرخة کربس و زنجیر تنفسی                                                

مسیر زیست شناختی گلی اکسیلیک اسید و متابولیسم چربی                                                                                 

انتقال ماده از غشاهای سلولی                                                                                                                        

فصل پنجم – مهندسي ژنتيك                                                                                                                     

RNA , DNA                                                                                                                                        

ارتباط ژن و آنزیم                                                                                                                                      

    DNA  در سلولهای مختلف                                                                                                                     

روش کلون سازی ژن                                                                                                                                 

شناخت توالی زنجیرة DNA                                                                                                                        

پایداری میکروارگانیسمهای نوترکیب                                                                                                               

کینتیک رشد در زیست واکنشگاه های پیوسته با اختلاط کامل                                                                               

مهندسی ژنتیک در سلولهای گیاهی                                                                                                                

مهندسی ژنتیک در سلولهای حیوانی                                                                                                               

فصل ششم – سینتیک رشد میکروارگانیسم ها، تولید محصول و مصرف سوبسترا در محیطهای کشت زیست شیمیایی          

عوامل مؤثر در انجام یک فرایند زیست شناختی                                                                                                

    بررسی چگونگی رشد میکروارگانیسم ها                                                                                                       

مراحل رشد در محیط کشت ناپیوسته                                                                                                            

مدلهای رشد میکروارگانیسم ها در زیست واکنشگاههای ناپیوسته                                                                          

توليد محصول به وسيلة ميكروارگانيسم هاي رشته‌اي (كپكها)                                                                              

فصل هفتم –  زيست واكنشگاهها و معادلات اساسي حاكم بر آنها                                                                 

تقسیم بندی زیست واکنشگاهها (واحدهای تخمیر) از نظر عملیاتی                                                                        

    دسته بندی زیست واکنشگاهها از نظر شکل ونحوة همگن سازی                                                                        

واحدهاي تخمير                                                                                                                                      

معادلات حاكم بر زيست واكنشگاههاي ناپيوسته                                                                                               

معادلات حاکم در زیست واکنشگاههای نیم – ناپیوسته                                                                                

زیست واکنشگاههای با جریان ورودی پیوسته (کشت پیوسته)                                                                             

معادلات حاکم در زیست واکنشگاههای پیوسته                                                                                                

    رفتار ديناميكي زيست‌واكنشگاههاي پيوسته در حالت غير ايده‌آل                                                                               

زيست‌واكنشگاههاي لوله‌اي جريان پيستوني                                                                                                   

معادلات حاکم بر زيست‌واكنشگاههای لوله ای                                                                                                  

خواص کاربردی زيست‌واكنشگاهها                                                                                                                              

سلولهای حیوانی و گیاهی                                                                                                                                      

كشت سلولهاي گياهي                                                                                                                                           

فصل هشتم – پديده‌هاي انتقال در فرايندهاي زيست شيميايي                                                                           

هوادهي و مخلوط كردن                                                                                                                                        

ضریب حجمی انتقال اکسیژن                                                                                                                                  

    روش عکسبرداری                                                                                                                                            

    روش عبور نور                                                                                                                                                 

همبستگیهای تجربی                                                                                                                                             

    نگهداشت حجمی در زیست واکنشگاههای هوازی با همزن مکانیکی                                                                  

روشهای اندازه گیری سرعت جذب اکسیژن                                                                                                    

    اندازه گیری ضریب انتقال اکسیژن به روش اکسایش سولفیت                                                                           

    اندازه گیری ضریب انتقال به روش دینامیکی                                                                                                           

تعيين ضريب انتقال                                                                                                                                              

محیط­های کشت غیرنیوتونی                                                                                                                                   

مشابه سازی و افزایش مقیاس زیست واکنشگاهها                                                                                                         

معیارهای افزایش مقیاس                                                                                                                                       

فصل نهم – سترون سازي در فرآيندهاي زيست شناختي                                                                                             

روشهای سترون سازی                                                                                                                                           

    انتقال گرما در زیست واکنشگاهها                                                                                                            

بررسی انتقال گرما در زیست واکنشگاه محتوی محیط کشت زیست شناختی                                                                    

معیار طراحی دستگاههای سترون سازی                                                                                                                     

    سترون سازی پیوسته                                                                                                                                        

    سترون سازی هوا                                                                                                                                             

مکانیسم گیراندازی                                                                                                                                              

سترون سازی هوا با صافیهای چند مرحله ای                                                                                                               

فصل دهم – فراورش پایین دست جریان در فراورش زیستی                                                               

   مقدمه                                                                                                                                                               

جداسازی جامد – مایع                                                                                                                                          

سانتریفوژ کردن                                                                                                                                                  

    شکستن سلول                                                                                                                                                

    بازیابی                                                                                                                                                          

استخراج                                                                                                                                                           

عمليات جذب سطحي                                                                                                                                           

كروماتو گرافي                                                                                                                                                     

الكتروفورز                                                                                                                                                          

جداسازي غشايي                                                                                                                                                 

    ميكروفيلتراسيون (صاف كردن ميكروبي)                                                                                                                 

فصل يازدهم – طبیعت پروتئینی و خصلت کاتالیزوری آنزیمها                                                                           

آمینواسیدها و خصوصیات آنها                                                                                                                    

    یونش آمینواسیدها                                                                                                                                           

    تشکیل اتصال پپتیدی در آمینواسیدها                                                                                                                  

سطوح ساختمانی پروتئینها                                                                                                                                    

طبقه بندی آنزیمها                                                                                                                                              

نامگذاری آنزیمها                                                                                                                                                 

انواع پیوندها در مجموعه آنزیم – ماده اولیه                                                                                                                  

عوامل عمده در بازدهی کاتالیزوری آنزیمها                                                                                                     

آنزیمهای تنظیمی                                                                                                                                   

مدل هماهنگ و یا گروهی                                                                                                                                      

فصل دوازدهم – زیست سنتز آنزیمها و کنترل آنها                                                                                                     

اسیدهای نوکلئیک                                                                                                                                               

ساختمان DNA                                                                                                                                                  

ساختمان و انواع RNA                                                                                                                                          

    انواع RNA                                                                                                                                                    

زیست سنتز DNA                                                                                                                                               

تجربه کرنز (Cairns)                                                                                                                                           

فصل سيزدهم –  استخراج و تخلیص آنزیمها                                                                                                             

دلایل استخراج و تخلیص آنزیمها                                                                                                                              

استخراج و تخلیص مقدماتی                                                                                                                                    

روشهای تخلیص آنزیم                                                                                                                                           

روشهای کروماتوگرافی                                                                                                                                           

ارزیابی مراحل تخصیص                                                                                                                                          

فصل چهاردهم –  سرعت واکنش                                                                                                                            

تعیین روابط سرعت                                                                                                                                               

    واکنشهای برگشت ناپذیر                                                                                                                                    

    واکنشهای برگشت پذیر                                                                                                                                       

سرعت واکنشهای کاتالیز شده توسط آنزیم                                                                                                                 

تعیین سرعت اولیه واکنش                                                                                                                                      

فصل پانزدهم – سینتیک آنزیمها                                                                                                                            

عوامل موثر بر سرعت و فعالیت آنزیمها                                                                                                                     

واکنشهای آنزیمی با دو ماده اولیه                                                                                                                             

روابط سرعت در واکنشهای آنزیمی با دو ماده اولیه                                                                                                       

اثر عوامل مختل کننده ارتباط غلظت آنزیم و سرعت واکنش                                                                                         

اثر pH بر پایداری آنزیم                                                                                                                                         

اثر pH بر فعالیت کاتالیزوری آنزیم                                                                                                                            

سینتیک آنزیم در برابر مهارکننده ها (بازدارنده ها)                                                                                                       

رفتار سیگموئیدی در اثر بازدارندگی آنزیمی                                                                                                                 

فصل شانزدهم _  آنزيم هاي تثبيت شده                                                                                                                  

روشهای تثبیت آنزیم                                                                                                                                             

روشهای تثبیت سلولهای میکروبی                                                                                                                             

    بررسی خصوصیات آنزیم تثبیت شده                                                                                                                      

    خصوصیت ماده اولیه                                                                                                                                           

انرژی فعالسازی                                                                                                                                                      

سرعت فضایی                                                                                                                                                         

کاربرد آنزیم تثبیت شده                                                                                                                                            

منابع و مآخذ                                                                                                                                                          

بخش هایی از بسته درسی مهندسی بیوشیمی پیشرفته

مهندسی زیست شیمی

مهندسی زیست شيمی از زمانهای قدیم در منابع غذایی و نیازهای روزانة بشر کاربرد داشته است. انسان به تجربه متوجه شده بود که از شیر می توان ماست و پنیر تهیه کرد، انگور بر اثر ماندن، به الکل و سپس به سرکه تبدیل می­شود و یا میوه های شیرین بر اثر فساد، ترش می شوند. بشر، همة این فرایندها را مشاهده می کرد ولی با تخمیر میکروبی بیگانه بود.

پس از کشف میکروب توسط لوئی پاستور، نقش میکروارگانیسم های زنده در فرایندهای زیست شیمیایی آشکار شد و تولید مواد غذایی و شیمیایی مختلف با استفاده از فعالیت میکروارگانیسم ها به روشهای فنی تر آغاز گردید.

بررسی عوامل مؤثر در رشد و افزایش تولید، نظیر نوع محیط کشت، شرایط محیطی، انتخاب بهترین میکروب صنعتی با بالاترین بازدهی و تهیة ابزارهای دقیق اندازه گیری پارامترهای گوناگون، همه روندی تکاملی یافتند و بدین ترتیب مهندسی زیست شمی وارد مرحلة جدیدی از پیشرفت خود گردید.

هم اکنون از فعالیت میکروارگانیسم‌ها برای توليد بخش عظیمی از مواد غذایی، شیمیای، دارویی، آنزیمها، ویتامینها و ایجاد تغییرات دلخواه در مولکولهای مواد شیمیایی پیچیده استفاده می شود.

مهمترين فراورده‌هايي كه به روش مهندسي زيست‌شيمي توليد مي‌شوند به اختصار به شرح زير دسته‌بندي مي‌شوند:

1- اسيدهاي آلي

سيتريك اسيد، گلوكونيك اسيد، ايتاكونيك اسيد، استيك اسيد، ماليك اسيد، بوتيريك اسيد.

2- حلال‌هاي آلي

استون، بوتانول، اتانول، متانول و جز آن

3- آنزيمها

آميلاز، اينورتاز، آنتي سياناز، آسپاراژيناز، كاتالاز، سلولاز و جز آن

4- آنتي‌بيوتيكها

پني‌سيلين، استرپتومايسين، جنتامايسين و جز آن

5- ويتامينها

ويتامين ب 12، سيانوكوبالامين و جز آن

6- آمينواسيدها

آلانين، گلوتامين، ليزين، والين، پرولين، ترپتوفان و جز آن

7- استروئيدا

پروژسترون، بتامتازون، كورتيزون استات، هيدروكورتيزون و جز آن

8- آلكالوئيدها

ارگوكورنين، ارگوكريسينن، ارگوتامين و جز آن

9- نوكلوئيدها و نوكلئوزيدها

10- حشره‌كشها

11- پلي‌ساكاريدها

12- آغازگرهاي كشت

13- پروتئينهاي تك‌ياخته

14- قارچهاي خوراكي و چندين مادة شيميايي، غذايي و دارويي كه در اينجا ذكر نشده‌اند.

علاوه بر اين از مهندسي زيست‌شيمي در زمينه‌هاي مختلف ديگر نظير كنترل آلودگي محيط زيست، استخراج بازماندة مخازن نفت، استخراج فلزات كمياب از معادن، تهية چسبهاي مخصوص اعمال جراحي، تهية زيست‌بسپارها، تجزية آنزيمي سلولوز و ليگنين، توليد كودهاي ميكروبي، استفاده مي شود.

تعريف مهندسي زيست‌شيمي

واژة معادل مهندسي زيست‌شيمي مي‌تواند شامل صنايع زيست‌شيميايي، فناوري حياتي  و فناوري زيست‌شيميايي باشد كه عبارت‌اند از: به كارگيري موجودات زنده يا محصولات حياتي يا فرايندهاي زيستي براي توليد مواد مورد نياز بشر و يا ايجاد شرايط مناسب محيطي. تعريف ديگر اينكه، مهندسي زيست‌شيمي يا صنايع زيست‌شيميايي عبارت از مجموعة فنوني است كه با ياري گرفتن از جانداران به ويژه ميكروبها و تك سلولها (سلولهاي جانوري، گياهي، انگلها، باكتريها، قارچها و مخمرها) فراورده‌هاي متنوع مورد نياز علوم پزشكي، كشاورزي و صنايع را توليد مي‌كند. با اين تعريف، طيف گستردة علومي كه اصول نظري و نتايج پژوهشهاي عملي آنها مي‌توانند به نحوي در تدوين و تكميل، و در نهايت، توليد يك فراورده يا ارائة يك روش جديد در مهندسي زيست‌شيمي نقش داشته باشد، مشخص مي شود.

از بنياديترين علوم مورد نياز مهندسي زيست‌شيمي، مي‌توان ميكروب‌شناسي، زيست‌شيمي، مهندسي شيمي، مهندسي توليد، ژنتيك و الكترونيك را نام برد.

امكانات لازم و مراحل توليد مواد به روش مهندسي زيست‌شيمي

براي توليد يك ماده به روش زيست‌شيميايي، امكانات زير بايد فراهم شوند.

1- ميكروارگانيسمي كه قادر باشد مادة مورد نظر را در شرايط معين با بازدهي مناسب توليد كند.

2- محيط كشت بهينه‌اي كه ميكروارگانيسم فوق بتواند در آن رشد، تكثير و توليد كند.

3- دستگاه‌ها و لوازمي كه بتوانند محيط كشت فوق را در خود جاي دهند و شرايط لازم براي رشد و توليد ميكروارگانيسم را دارا باشند.

4- دستگاه‌ها و لوازمي كه با استفاده از آنها، تصفيه و خالص‌سازي فراوردة توليد شده امكان‌پذير شود.

مراحل توليد يك ماده

مراحل توليد يك ماده را نيز مي‌توان به سه بخش عمده تقسيم نمود.

1- آماده‌سازي مواد اوليه، شامل محيطهاي كشت اوليه و اصلي، تهية ميكروارگانيسم‌ مناسب، آماده‌سازي زيست واكنشگاه (ظرف محفظة تخمير). اين مرحله را اصطلاحاً فرايندهاي اوليه يا فراورش جريان بالادست مي‌نامند. اين مرحله با همكاري متخصصان ميكروب‌شناسي، زيست شيمي، ژنتيك و مهندسي شيمي انجام پذير است.

2- مرحلة تكثير و رشد ميكروارگانيسم‌‌ها و انجام واكنشهاي تغيير و تبديل مواد اوليه به فراورده در زيست واكنشگاه و كنترل اين واكنشها با در نظر گرفتن كلية مسائل و محدوديتها. اين مرحله را تخمير گويند. مهندسين زيست‌شيمي با همكاري ميكروب‌شناسان قادرند اين مرحله را به انجام رسانند.

3- جداسازي فراوردة توليدي از باقيماندة محيط كشت و تصفيه و خالص‌سازي آن به صورتي كه هيچ‌گونه تغيير نامطلوبي در فراوردة نهايي به وجود نيايد. اين مرحله را فرايند بازيابي فراورده يا فراورش جريان پايين‌دست مي‌نامند.

سلولها – واحدهاي اصلي در مهندسي زيست‌شيمي

مهندسي زيست‌شيمي بر پاية فعاليتهاي كاتاليزگري ميكروارگانيسم‌‌ها بنا شده است. اين موجودات ذره‌بيني در تمامي نقاط سح زمين كه حيات وجود دارد پراكنده‌اند و مهمترين نقش را در دريافت انرژي از خورشيد ايفا مي­كنند. فعاليتهاي زيست‌شناختي آنها چرخه‌هاي كربن‌، اكسيژن، نيتروژن و ساير مواد ضروري حيات را در طبيعت به وجود آورده است.

بخش عمده‌اي از ميكروبها مسئول ايجاد بيماريها در ساير موجودات زنده هستند كه در مهندسي زيست‌شيمي استفادة خاصي از آنها نمي شود ولي آن دسته‌‌اي كه قادرند واكنشهاي مفيد زيست‌شيميايي از خود بروز دهند و يا به نحوي در فرايندهاي مهندسي زيست‌شيمي كاربرد داشته باشند، ميكروبهاي صنعتي ناميده مي‌شوند.

تركيبات سازندة سلولها و نقش آنها

ميكروارگانيسم‌ها از نظر تركيب شيميايي شباهت بسياري به سلولهاي عالي حيواني دارند و قادرند بسياري از واكنشهاي زيست‌شيميايي سلولهاي حيواني را به انجام برسانند. اين موجودات، به طور معمول، به صورت تك‌سلولي يا كلني در محيطهاي مختلف وجود دارند و بسياري از آنها قادرند مواد لازم براي رشدشان را از نمكهاي معدني و يا نمكهاي معدني به علاوة قندهاي ساده به دست آورند.

تجزية شيميايي اجزاي ميكروارگانيسم‌‌ها نشان مي‌دهد كه بخش عمده آن از معدودي عنصر كربن، اكسيژن، هيدروژن، نيتروژن، فسفر، گوگرد ساخته شده است. اين عناصر، آجرهاي ساختماني غيرآلي سلول هستند كه به صورتهاي مختلف به هم مي‌پيوندند و تركيبات آلي گوناگون را تشكيل مي‌دهند. اين تركيبات آلي به چهار گروه عمده تقسيم مي‌شوند: هيدراتهاي كربن، چربيها يا ليپيدها، پروتئينها و اسيدهاي نوكلئيك. در زندگي روزمره با هيدراتهاي كربن و يا ليپيدها آشنا هستيم. اين دو گروه، فقط از عنصرهاي كربن، هيدروژن و اكسيژن ساخته شده‌اند. هيدراتهاي كربن و ليپيدها به وسيلة سلولهاي گياهي و با استفاده از انرژي خورشيد ساخته مي‌شوند. گرچه سلولهاي جانوران قادرند هيدرات كربن و ليپيد خاص خود را بسازند، اما اين كار را تنها در صورتي مي‌توانند انجام دهند كه مولكولهاي هيدارت كربن و ليپيد حاصل از گياهان و يا جانوران ديگر را در اختيار داشته باشند تا آنها را بشكنند و به صورتي ديگر سنتز كنند. هم هيدراتهاي كربن و هم ليپيدها به عنوان اندوختة انرژي سلول به كار مي‌آيند و نيز در ساختمان غشاهاي سلولي و ديوارة سلولزي سلولهاي گياهي نقش مهمي دارند.

پروتئين­ها از عنصرهاي كربن، اكسيژن، هيدروژن و نيروژن و گاه گوگرد ساخته شده‌اند. مولكولهاي پروتئين از واحدهاي ساختماني كوچكتري به نام آمينواسيد، كه با تولي مخصوصي به هم پيوند مي شوند، تركيب شده‌اند. بنابراين گرچه آمينواسيدها فقط در حدود 20 نوع هستند، اما مي‌توانند با ترتيبهاي مختلفي به صورت زنجيرهاي بلند به هم بپيوندند و هزاران نوع پروتئين به وجود آورند.

آنزيمها دسته‌اي از اين پروتئينها هستند كه كارشان تسريع واكنشهاي شيميايي درون سلول است. در هر واكنش زيست‌شيميايي، آنزيم يا مجموعه آنزيمهاي ويژه‌اي وارد كار مي‌شوند كه به صورت يك رشته مراحل زنجيري عمل مي‌كنند، در نتيجه در هر مرحله از واكنش، تغيير اندكي در مادة شيميايي پديد مي‌آيد و فراوردة حاصل از يك واكنش به وسيلة آنزيم بعدي مجموعه، تغيير حاصل مي‌كند و بر اين قياس، همة اين رشته واكنشهاي شيميايي را به طور كلي متابوليسم (سوخت و ساز ) سلولي مي نامند.

چهارمين گروشه عمدة تركيبات سلول، اسيدهاي نوكلئيك هستند. دانشمندان تا سال 1940 اسيدهاي نوكلئيك را عملاً ناديده گرفته بودند، اما در آن سال معلوم شد كه اسيد دئوكسي ريبونوكلئيك (DNA) در خود اطلاعاتي را اندوخته مي‌كند كه براي پروتئين‌سازي سلول لازم است. همچنين مادة ژنتيكي يا وراثتي سلول را تشكيل مي دهد و بدون تغيير از نسلي به نسل ديگر منتقل مي شود. مولكول DNA زنجير بلندي از واحدهاي پايه موسوم به نوكلئوتيد است. نوكلئوتيدهاي DNA چهار نوع‌اند و طرز رديف شدن آنها در طول زنجير، رمز وراثت را براي سلول تقرير مي‌كند، يعني به آن پيام مي‌دهد كه آمينواسيد را به چه صورتي مرتب كند و مولكولهاي پروتئين بسازد. نوكلئيك اسيد ديگر به نام ريبونوكلئيك اسيد (RNA) از طريق بردن پيام DNA هسته به دستگاه پروتئين‌سازي سلول كه در سيتوپلاسم است، در اين فرايند، همكاري مي‌كند. به هنگام تقسيم سلول، مولكولهاي DNA با دقت همانندسازي مي‌كنند. به طوري كه سلولهاي حاصل از تقسيم، صاحب اطلاعات رمزي كاملاً يكسان هستند.

تقسيم‌بندي سلولها

به طور كلي موجودات ذره‌بيني را به سه شاخة اصلي تقسيم مي‌كنند:

الف) جانوران مانند: روتي‌فرها يا كرمهاي حلقوي ذره‌بيني.

ب) گياهان مانند: خزه‌ها، سرخسها

خصوصيات اصلي اين دو دسته چندسلولي بودن با تفاوتهاي بافت سلولي است.

ج) پروتيستها: پروتيستها در مقايسه با دو نوع اول داراي ساختمان بسيار ساده‌تري هستند و به صورت تك سلولي يا چند سلولي بدون تفاوتهاي بافت سلولي وجود دارند.

جدول 1 – تفاوت ويژگيهاي پروتيستها

*  باكتريها ممكن است يك مولكول DNA اضافي به نام پلاسميد نيز داشته باشند.

پروكريوتيكها

همان‌طور كه در جدول 1 مشاهده مي شود، سلولهاي پروكريوتيك هستة مشخصي ندارند، بسياركوچك و ساده و معمولاً به صورت مجزا و غيرمجتمع هستند. اندازة آنها، كه به صورت كروي، ميله‌اي يا مارپيچي هستند، بين 5/0 تا 3 ميكرون تغيير مي كند. حجم يك سلول پروكريوتيك در حدود ^12-10 ميلي‌ليتر با حدود 50 تا 80 درصد آب است و لذا جرمي در حدود  ^12-10 خواهد داشت.

رشد آنها بسيار سريع است و دسته‌اي از آنها قادرند در زماني كمتر از 20 دقيقه وزنشان را به دو برابر برسانند و مناسبترين مادة غذايي موجود در اطراف خود را انتخاب و مصرف كنند. اين ويژگيها باعث شده‌اند سلولهاي پروكريوتيك به اغلب محيطها عادت كرده گستردگي بسيار زيادي در بيوسفر زمين ايجاد كنند.

شكل 2 يك نمونه از سلولهاي پروكريوتيك را كه يك يوباكتريا يا به اصطلاح باكتري حقيقي است نشان مي‌دهد. سلول توسط يك ديوارة سلولي با ضخامت حدود 200 احاطه شده است. غشاي سلول به ضخامت حدود  70 كه نقش بسيار مهمي در انتقال مواد از محيط به داخل سلول ايفا مي‌كند، بعد از ديوارة سلولي قرار دارد.

باكتريها

در سلول باكتريها هستة مشخصي وجود ندارد، بدين معني كه هسته فاقد غشاست و مواد هسته‌اي با سيتوپلاسم مخلوط‌اند. اما مي‌توان موضع مواد هسته‌اي را در سلول به عنوان ( منطقة هسته) به شمار آورد. از راه رنگ آميزي سلول با معرف فولگن وجود DNA در اين منطقه با قاطعيت به اثبات رسيده است.

سيتوپلاسم باكتريها نيز بسيار ساده‌تر از سيتوپلاسم سلولهاي اوكريوتيك است. چون سلولهاي باكتريها به سرعت تقسيم مي‌شوند انتظار مي‌رود كه تعداد زيادي ريبوزم كاملاً فعال داشته باشند. واقعيت اين است كه در بعضي باكتريها مقدار نوكلئوپروتئين در حدود سي درصد وزن خشك سلول است كه RNA قريب بيست درصد آن را تشكيل مي‌دهد.

اندامكهاي سلول باكتريها معدودند. در آنها شبكة اندوپلاسمي، دستگاه گولژي يا ميتوكندري وجود ندارد، ساخت غشادار اصلي آنها مزوزوم است كه توسعة آن در باكتريهاي گرام مثبت بيشتر و در باكتريهاي گرم منف كمتر است. در سلول باكتريها غشاي مزوزوم محلي است كه واكنشهاي زنجير انتقال الكترون در آن انجام مي‌گيرد. بنابراين محتوي آنزيمهايي است كه لازمة اين فرايند هستند، به طوري كه معادل ميتوكندري در سلولهاي اوكريوتيك است. اما چون ارتباط آن با مادة هسته‌اي سلول بسيار نزديك است، نياز به داشتن DNA ندارد.

برای مشاوره اینجا بزنید