solujen sulkeumat ja Varastorakeet
bakteerit sisältävät yksinkertaisuudestaan huolimatta hyvin kehittyneen solurakenteen, joka vastaa monista ainutlaatuisista biologisista ominaisuuksista, joita ei löydy arkaaeista tai eukaryooteista. Koska bakteerit ovat yksinkertaisia suhteessa suurempiin eliöihin ja koska niitä voidaan helposti manipuloida kokeellisesti, bakteerien solurakennetta on tutkittu hyvin, mikä paljastaa monia biokemiallisia periaatteita, joita on myöhemmin sovellettu muihin eliöihin.
useimmat bakteerit eivät elä ympäristöissä, joissa on koko ajan suuria määriä ravinteita. Jotta nämä tilapäiset ravintotasot voitaisiin ottaa huomioon, bakteerit sisältävät useita erilaisia ravinteiden varastointimenetelmiä, joita käytetään runsaina aikoina, ja joita käytetään puutteenalaisina aikoina. Esimerkiksi monet bakteerit varastoivat ylimääräistä hiiltä polyhydroksialkanoaattien tai glykogeenin muodossa. Jotkut mikrobit varastoivat vakuoleihin liukoisia ravintoaineita, kuten nitraattia. Rikkiä varastoidaan useimmiten alkuainerakeina (S0), jotka voidaan tallettaa joko sisään – tai ulossellulaarisesti. Rikkirakeet ovat erityisen yleisiä bakteereilla, jotka käyttävät rikkivetyä elektronilähteenä. Useimpia edellä mainittuja esimerkkejä voidaan tarkastella mikroskoopilla, ja niitä ympäröi ohut yksikkökalvo, joka erottaa ne sytoplasmasta.
Inkluusiorungot ovat stainoituvien aineiden, yleensä proteiinien, ydin-tai sytoplasmaggregaatteja. Ne edustavat tyypillisesti viruksen lisääntymispaikkoja bakteerissa tai eukaryoottisolussa ja koostuvat yleensä viruksen kapsidiproteiineista. Inkluusioelimissä on ei-yksikkö lipidikalvo. Proteiinin sisällyttämistä elinten klassisesti ajatellaan sisältävän misfolded proteiinia. Tämä on kuitenkin viime aikoina kiistetty, koska vihreä fluoresoiva proteiini joskus fluoresoi inclusion elimissä, mikä osoittaa jonkin verran samankaltaisuutta native rakenne ja tutkijat ovat talteen taitettu proteiini inclusion elimissä.
kun yhden eliön geenit ilmaistaan toisessa, tuloksena oleva proteiini muodostaa joskus inkluusioita. Tämä pitää usein paikkansa suurten evolutiivisten etäisyyksien ylittyessä; esimerkiksi Eukaryasta eristetty cDNA, joka ilmaistaan rekombinanttigeeninä prokaryootissa, vaarantaa inclusion-elimiksi kutsuttujen proteiinien inaktiivisten aggregaattien muodostumisen. Vaikka cDNA voi koodata oikein käännettävän mRNA: n, tuloksena oleva proteiini syntyy vieraassa mikroympäristössä. Tällä on usein kohtalokkaita vaikutuksia, varsinkin jos kloonauksen tarkoituksena on tuottaa biologisesti aktiivista proteiinia. Prokaryooteilla ei ole esimerkiksi eukaryoottisia järjestelmiä hiilihydraattien muokkaamiseen ja kalvojen kuljetukseen.
prokaryoottisen solun sisäinen mikroympäristö (pH, osmolariteetti) voi poiketa geenin alkuperäisestä lähteestä. Proteiinin laskostumismekanismit voivat myös puuttua, ja hydrofobiset jäämät, jotka normaalisti jäisivät hautumaan, voivat olla alttiina ja käytettävissä vuorovaikutukseen muiden ektooppisten proteiinien samankaltaisten altistuneiden kohtien kanssa. Myös sisäisten peptidien pilkkomiseen ja poistamiseen tarkoitetut käsittelyjärjestelmät puuttuisivat bakteereista. Ensimmäiset yritykset kloonata insuliinia bakteerissa kärsivät kaikista näistä puutteista. Lisäksi prokaryoottisolusta puuttuu myös hieno kontrolli, joka saattaa pitää valkuaisainepitoisuuden alhaisena, ja yliekspressio voi johtaa solun täyttämiseen kohdunulkoisella proteiinilla, joka, vaikka se olisi oikein taitettu, saostuisi kyllästämällä ympäristöään.