Tek hücreli canlıların büyük bir bölümü gözle görülemeyecek kadar küçük yani mikroskobik canlılardır. Elektron mikroskobunun geliştirilmesiyle birlikte, biyologlar hücre içi yapıları inceleme fırsatı buldular. Bu araştırmalar sonunda canlılar aleminde iki temel hücre tipi olduğu ortaya çıktı: Prokaryotik ve Ökaryotik Hücre.
Yapısal olarak daha basit olan “Prokaryotik Hücre“ yapısına sahip canlıların tamamı “tek hücreli“ olup; “Bakteriler ve Mavi-Yeşil Algler (Cyanobacteria)“ gruplarının dahil olduğu; gerçek çekirdek zarları ve membrana bağlı organelleri olmayan, fosfolipid barındıran hücre duvarı ve tek helezonlu DNA molekülü hücre içinde serbest halde bulunan mikroorganizmaları kapsayan canlılar üst alemidir.
Ökaryotik Hücre ise, hücrelerinde bir çekirdek ve başka organeller içeren bir canlılar grubudur. Ökaryotlar genel olarak “Bitki, Hayvan, Mantar ve Protista” olarak dört gruba ayrılırlar. Ancak “Protista” grubu aslında bitki, hayvan ve mantar olarak sınıflandırılamayan canlıları bir arada toplayan bir grup olduğu için bazı biyologlar tarafından kabul görmez ve yerine daha küçük gruplar tanımlarlar.
Bütün “Prokaryotik Hücre” yapıları tek hücreli canlılar iken,”Ökaryotlar Hücre“ yapıları hem tek hemde çok hücreli canlıları içerisinde barındırmaktadır.
1- Mavi-Yeşil Algler (Cyanobacteria)
Mavi-yeşil algler koloni şeklinde sularda ve nemli topraklarda yaşayan, ipliksi yapı gösteren bitkisel tek hücreli canlılardır. Fotosentez yapar. Prokaryot oldukları için klorofilleri kloraplastta değil stoplazmada bulunur. Yeşil rengi veren klorofilin yanında, mavi renk veren fikosiyonin pigmentleri bulundurur. Ökaryot grubuna dahil olan algler ise tek veya çok hücrelidir ve mavi-yeşil alglerle karıştırılmamalıdır.
2- Bakteriler
Bakteriler; tek kromozomlu, nukleus zarı mitokondrileri olmayan, enerji üretimi hücre zarında gerçekleşen ve çoğu hücre duvarı içeren tek hücreli canlılardır. Riketsiya ve klamidyalar zorunlu hücre içi bakterilerdir. Bakteriler; basit bir hücre yapısına sahiptir. Tipik olarak birkaç mikron uzunluğunda olan bakterilerin çeşitli şekilleri vardır (yuvarlak, spiral şekilli, çubuksu). Bazı bakterilerin şekilleri değişken olup bunlara pleomorfik (çok şekilli) denir. Bakterilerin şeklini, katı hücre duvarı belirler. Bakterilere her ortamda rastlamak mümkündür. Toprakta, deniz suyunda, okyanusun derinliklerinde, yer kabuğunda, deride, hayvanların barsaklarında, asitli sıcak su kaynaklarında, radyoaktif atıklarda büyüyebilen tipleri vardır. Tipik olarak bir gram toprakta bulunan bakteri hücre sayısı 40 milyon, bir mililitre tatlı suda ise bir milyondur. Ġnsan vücudunda bulunan bakteri sayısı, insan hücresi sayısının on katı kadardır. Özellikle, deride ve sindirim yolu içinde çok sayıda bakteri bulunur. Bunların büyük bir çoğunluğu bağışıklık sisteminin koruyucu etkisiyle zararsızdır., Ayrıca bir kısmı da faydalı (probiyotik) olsalar da bazı bakteriler, patojendir ve enfeksiyöz hastalıklara neden olur. Bakteriyel enfeksiyonların tedavisinde antibiyotikler kullanılır., Bu nedenle antibiyotik direnci yaygınlaşmaktadır. Endüstride bakteriler, atık su arıtması, peynir ve yoğurt üretimi, biyoteknoloji, antibiyotik ve diğer kimyasalların imalatında önemli rol oynar.
Bakteriler grubuna dahil mikroorganizmalar: Riketsiyalar, mikoplazmalar ve klamidyalar, bakterilere benzer özelliklerinden dolayı bakteri çeşitleri içinde yer alır.
a- Riketsiyalar: Bakteriler grubuna dâhil olan riketsiyalar, diğer bakterilere göre daha küçüktür. Hücre yapıları bakterilere benzer. Bir çekirdek, stoplazma, stoplazma zarı ve hücre çeperinden oluşur. Bakteriler gibi hem RNA hem de DNA nükleik asitlerini birlikte içerir. İkiye bölünme yoluyla çoğalır. Zorunlu hücre içi parazitlerdir. Çoğunlukla artropodlarda (eklembacaklılarda) rastlanır. Genellikle hareketsizdir. Hücre görünümleri, daha çok kok, bazen küçük çomakçık bazen de değişik şekillerde olabilir. Bakterilerden küçük, viruslardan büyüktürler. Işık mikroskobunda incelenebilir; ancak elektron mikroskobunda daha iyi görünürler. Üremeleri için viruslar gibi canlı ortam gereklidir. Sentetik besiyerinde üreyen tek riketsiya, R.quantan’dır. Antibiyotiklerden bakteriler gibi etkilenir.
b- Mikoplazmalar: Bakteriler grubunda yer alan, hücre duvarı olmayan en küçük mikroorganizmalardır. Üç katlı sitoplazmik zarları vardır. Ġkiye bölünerek çoğalır. Hem RNA hem DNA nükleik asitlerini taşır. Sentetik besiyerlerinde ürerler. Bazı antibiyotiklerden etkilenirler. Kok, çomak, amibimsi, disk, yıldız, halka gibi çok çeşitli şekillerde olabilir.
c- Klamidyalar: Hücre içi parazitler olup hücre yapıları bakterilere benzer. Genellikle yuvarlak şekillidirler.
3- Protista
Protista âlemi; ökaryot hücre yapısına sahip olan, tek hücreli ve çok hücreli canlılardan oluşur. Başka bir ifade ile Protistalar, ayrışık (heterojen) bir canlı grubu olup; hayvan, bitki ya da mantar olarak değerlendirilemeyen ökaryot canlılardan oluşur. Bu âlemde yer alan canlılar, genellikle sularda ve nemli bölgelerde yaşamını sürdürür. Beslenmeleri fotosentez, absorbsiyon ya da fagositoz ile çoğalmaları ise eşeyli ya da eşeysiz üreme ile gerçekleşen protistlerin hareketsiz olanları olabildiği gibi, kamçı, siller ya da yalancı ayaklarla hareket edenleri de bulunur. Yaklaşık olarak 60.000 yaşayan, 60.000 kadar da soyu tükenmiş fosil türü bilinmektedir. Tek hücreli türlerinde yaşamsal faaliyetler, hücre içindeki organellerde gerçekleşir. Sınıflandırılmasında bazı problemler bulunduğundan bu gruptaki canlılar, bitki ve hayvanlardan ayrı gruplandırılmıştır. Protista âlemi; kamçılılar, kök ayaklılar, silliler (kirpikliler), sporlular, algler ve cıvık mantarlar olmak üzere altı grupta incelenir. (Aşağıdaki örnekler tek hücrelilerdir.)
