Procariote
Il termine procariote, chiamato anche procariote, è usato in biologia per descrivere un organismo il cui DNA è diffuso nel citoplasma. Questo significa che, nei procarioti, il DNA non è contenuto in un nucleo.
I procarioti sono, nella maggior parte dei casi, microorganismi unicellulari. Ci sono alcuni mixobatteri che, durante il loro ciclo di vita, passano attraverso periodi multicellulari, anche se costituiscono un piccolo numero all'interno del gruppo.
I mixobatteri sono principalmente batteri del suolo con genomi molto grandi rispetto ad altri gruppi di batteri, circa 9 a 10 milioni di nucleotidi. Tra i mixobatteri, Polyangium cellulosum ha il più grande genoma mai registrato per un batterio, con circa 12.200.000 nucleotidi.
La mancanza di un nucleo cellulare si spiega con il fatto che i suoi componenti (DNA, proteine, ecc.) sono solubili in acqua. Così, la membrana cellulare è responsabile della delimitazione dell'organismo, che manca anche di qualsiasi tipo di organelli o divisioni cellulari.
Gli organismi procarioti di solito misurano tra uno e sette micrometri (un micrometro è un milionesimo di metro), anche se i procarioti sono stati registrati come lunghi circa 750 micrometri. Le caratteristiche includono plasmidi, operoni e una membrana plasmatica intorno al citoplasma. La riproduzione dei procarioti è asessuata e avviene per fissione binaria.
Questa modalità di riproduzione è nota anche come bipartizione, e si trova nelle alghe unicellulari, nei lieviti da fissione, nei protozoi, nei batteri e negli archeobatteri. In parole povere, si tratta di dividere prima il DNA e poi il citoplasma (un processo chiamato citochinesi), ottenendo una coppia di cellule figlie. La fissione binaria porta a un tasso esponenziale di crescita batterica, in alcuni casi si verifica ogni pochi minuti. Inoltre, dati gli alti tassi di mutazione del DNA batterico, molti batteri possono proliferare in ambienti diversi senza problemi di adattamento.
In termini di nutrizione, questi organismi possono essere descritti come osmotrofi, il che significa che assorbono sostanze disciolte per osmosi per ottenere nutrienti. Questo concetto (osmotrofia) si oppone alla fagotrofia, che consiste nell'assunzione di sostanze nutritive per endocitosi; mentre il primo processo sfrutta la permeabilità di una membrana per l'ingresso del cibo, il secondo utilizza un inglobamento di particelle o grandi molecole per poi formare una vescicola e rilasciarla nel citoplasma.
La respirazione di questi organismi può avvenire in diversi modi, secondo i quali è possibile stabilire le seguenti classificazioni di procarioti:
* anaerobica: quella che utilizza la fermentazione di sostanze organiche (un processo di ossidazione incompleta che non ha bisogno di ossigeno e produce un composto organico) o la respirazione anaerobica (un processo biologico per cui una cellula ottiene energia da una sostanza senza l'uso di ossigeno). A sua volta, se il procariote può tollerare la presenza di ossigeno, viene chiamato anaerobo aerotollerante, per differenziarlo da un anaerobo stretto;
* aerobo: utilizza principalmente la respirazione aerobica, un tipo di metabolismo energetico caratterizzato dall'estrazione di energia da molecole organiche. Nel suo caso, si affida all'O2;
* microaerofilo: ha bisogno di ossigeno in piccole quantità;
* facoltativo: se l'ossigeno è disponibile, lo respira, altrimenti si affida alla fermentazione.
Si può fare una distinzione tra questi organismi procarioti (che non hanno un nucleo cellulare) e gli organismi eucarioti (che ospitano il DNA in un nucleo). Gli esperti credono che gli eucarioti siano sorti dal collegamento simbiotico tra diversi tipi di procarioti. Gli organismi procarioti sono sorti circa 3,5 miliardi di anni fa, mentre gli eucarioti sono apparsi non più di 1,8 miliardi di anni fa.