Nuo to momento, kai Žemė tapo visateise planeta, joje pamažu pradėjo atsirasti gyvybė. Pirmiausia atsirado ląstelės – statybinė medžiaga visoms gyvoms būtybėms. Dabar stebima gyvybės formų įvairovė ne tik džiugina akį, bet ir verčia susimąstyti apie evoliucijos procesų sudėtingumą. Nepaisant organizmų skirtumų, ląstelės, iš kurių jie susideda, yra panašios viena į kitą. Tačiau mokslininkai vis tiek rado skirtumų ir suskirstė juos į dvi dideles grupes: prokariotus ir eukariotus. Tuo pačiu metu virusai klasifikuojami atskirai, o mokslas dar negali nustatyti, ar tai gyvi organizmai.

Mikropasaulis tarp mūsų

Dabar žmonės gyvena didelis pasaulis, žinant, kad šalia yra nedidelė visata, kurioje knibždėte knibžda įvairiausių mikroorganizmų: vieni ištikimi žmogui, kiti – pavojingi.

Kalbame apie bakterijų gyvenimo įvairovę. Prokariotai yra bakterijos. Tuo tarpu sudėtingesni eukariotai schematiškai skirstomi į keletą karalysčių: augalų, gyvūnų, grybų ir gleivių pelėsių.

Bakterijos (prokariotai) išsiskiria šiomis savybėmis:

• viena, branduolio neturinti ląstelė (nukleoido susidarymas);
• dvejetainis padalijimas;
• formų, dydžių skirtumai;
• organelių buvimas ar nebuvimas.

Bakterijos-prokariotai skirstomi į vingiuotus (vibrius), lazdelės formos (bacilos), kamščiatraukius (spirilę) ir sferinius (kokius). Ląstelės juda arba su gleivių pagalba, arba naudojant žvynelius.

Evoliucijos flagmanas

Įrodyta, kad pirmieji atsirado prokariotai. Jei žodį išversime iš graikų, tada „prokariotai“ yra ląstelės, kuriose nėra branduolio.

Tačiau tokį kategorišką apibrėžimą reikia pataisyti. Prokariotuose yra į branduolį panašių struktūrų, neturinčių membranų, kurios randamos citoplazminiame skystyje. Tokie nesusiformavę branduoliai vadinami nukleoidais. Būtent juose yra nedidelis kiekis ląstelės genetinės informacijos.

Paprasčiausios ląstelės atsirado maždaug prieš 35 milijonus amžių. Remiantis šia fantastiška figūra, galima teigti, kad prokariotai yra pirmoji gyvoji medžiaga tuometinėje jaunoje Žemėje.

Daugiau. Didesnis. Sunkiau

Atsigręžę į senovės graikų žinias, galime sužinoti, kad „eukariotas“ reiškia „turintis branduolį“, ir šis teiginys yra visiškai teisingas.

Tokios ląstelės, kaip šiuolaikinė kalba yra labiau pažengę. Visavertės šerdies buvimas vaidina svarbų vaidmenį. Visiškai susiformavęs branduolys patikimai apsaugo jame esantį genetinį kodą dviem membranos sluoksniais. Iš dalies DNR molekulės yra už branduolio ribų, chloroplastuose ir mitochondrijose. Be kita ko, eukariotai yra daug didesni nei nebranduoliniai pagal dydį ir tūrį.

Eukariotai atsirado maždaug po dviejų milijardų metų po elementarių prokariotų atsiradimo. Galime sakyti, kad jie elgiasi su prokariotais taip, lyg jie būtų tikrai branduolinių palikuonys.

Ginkluotas mikroskopu

Prokariotinės ląstelės yra ne tik daug mažesnės nei eukariotinės ląstelės, jos labai skiriasi savo struktūrinėmis savybėmis.

Prokariotai ir eukariotai skiriasi nevienodu struktūros sudėtingumu, kur prokariotinė ląstelė yra daug paprastesnė.

1. Gleiva kapsulė. Kapsulės funkcijos sumažintos iki ląstelės apsaugos: ji apsaugo nuo išsausėjimo ir antikūnų poveikio. Jį daugiausia sudaro polisacharidai su polipeptidų intarpais.
2. Ląstelių sienelės. Mureino, iš kurio susideda šis apvalkalas, dėka tai konstrukcinis komponentas skiriasi standumu. Atlieka trigubą funkciją: apsauginę, transportuojančią, saugiai fiksuoja ląstelės formą ir vientisumą.
3. Ląstelinis protoplastas. Dėl protoplasto ir išorinės ląstelės membranos augimo skirtumo atsiranda invaginacijų – vidinės deformacijos. Tokie procesai leidžia formuotis organelėms, vadinamoms mezosomomis. Jie atlieka esmines ląstelių funkcijas. Nors ribosomoms patikėta baltymų sintezės misija.
4. Nukleoidas. Pailgos, elipsės formos struktūra, kuri veikia kaip šerdis. Jis niekaip nėra atskirtas nuo citoplazmos, todėl mokslininkai jo nepriskiria prie pilnaverčio branduolio. Papildomą DNR informaciją gali pernešti labai mažos dalelės. - plazmidės.
5. Neprivalomi organeliai. Atstovaujami įvairiais inkliuzais: siera, polifosfatais, aliejais, glikogenu, polisacharidų grūdeliais. Taip pat organelės apima žvynelius, padedančius ląstelei judėti, ir pilis – baltymų inkliuzus, atliekančius prisirišimo funkciją.

Jei galime kalbėti apie struktūros paprastumą, taikomą tokiai sudėtingai gyvai struktūrai kaip ląstelė, tai, žinoma, prokariotai yra paprastos struktūros.

Tikrosios branduolinės struktūros

Kita vertus, eukariotai yra sudėtingi. Remiantis mokslo pasaulio prielaidomis, remiantis prokariotais, jų sudėtyje yra tobulesnių struktūrų.

1. Membrana. Atlieka selektyvinę-apsauginę funkciją.
2. Ląstelių sienelė arba glikoliksas (gyvūnams). Grybuose ir augaluose jis atlieka stabilizavimo ir formą išsaugantį vaidmenį. Susideda atitinkamai iš chitino ir celiuliozės pluoštų. Dėl kitų mechanizmų gyvūnai apsieina be ląstelės sienelės.
3. Citoplazma. Jį sudaro neorganinių ir organinių medžiagų tirpalas bendruoju pavadinimu hialoplazma. Pagrindinis komponentas, galintis atlikti chemines reakcijas, yra baltymai.
4. Branduolys. Svarbiausias ląstelės komponentas. Jis saugo genetinę informaciją chromosomose. Branduolys yra apsaugotas dviem membranomis.
5. Organelės. Jie yra hialoplazmos teritorijoje ir yra atstovaujami daugeliu pavadinimų. Svarbiausi komponentai: mitochondrijos, Golgi kompleksas, chloroplastai, lizosomos, ribosomos.

Eukariotų branduolys gali dalytis dviem būdais: mitoze ir mejoze. Tai nepaprastai svarbu ląstelės vystymuisi ir funkcionavimui.

Trumpa analizė

Dviejų grupių skirtumus galima susisteminti ir aprašyti kiekvienam suprantama kalba. Be to, prokariotų ir eukariotų ląstelės akivaizdžiai skiriasi.

palyginimo lentelė

ženklai	prokariotinės ląstelės	eukariotinės ląstelės
Chronologinė niša	3,5 mlrd	pusantro milijardo metų
Vertė	0,01 mm	0,1 mm (daugiau nei 1000 kartų)
Genomas	esantis nukleoide, suprojektuotas elipsės pavidalu	esantis branduolyje, kuriame yra chromosomos; iš dalies DNR yra mitochondrijose ir chloroplastuose
Organelės	kartais randama, bet nedaug ir be membranų	gausybėje; plastidai ir mitochondrijos turi savo genomą ir gebėjimą daugintis; kiekviena organelė atlieka tiksliai apibrėžtą funkciją
padalijimo metodas	dvejetainis (per pusę)	mitozė: padalijimas išsaugant chromosomų skaičių; mejozė: chromosomų skaičiaus sumažėjimas perpus
Eismas	kartais judėti padeda gleivės, dažniau – baltymų gijos	naudojant žvynelius (sudėtingus, daugiasluoksnius procesus) ir blakstienas
Fagocitozės reiškinys	dingęs	tikriausiai užtikrino didelės ląstelės gyvybinę veiklą; šio reiškinio dėka atsirado plėšrūnų

Prokariotų ypatybės

Pasirodžius elektroniniam mikroskopui, atsirado galimybė atskirti eukariotus ir prokariotus, taip pat juos išsamiau ištirti.

Pagrindinis skirtumas tarp ikibranduolinių ląstelių yra tas, kad prokariotai yra bakterijos, kurios yra visur: žmogaus kūne, vandenyje, ore ir augaluose. Dirvožemyje yra daug bakterijų. Jie netgi gyvena branduoliniuose reaktoriuose!

Nepaisant mažo dydžio, prokariotai yra užkoduotos genetinės informacijos, turinčios įtakos organizmų gyvenimui, saugotojai. Pavyzdžiui, plazmidėse, kurios laisvai plūduriuoja citoplazminio kokteilio vandenyse, gali būti genas, turintis įtakos bakterijų atsparumui vaistams.

Be to, organizavimo paprastumas netrukdo bakterijoms klestėti, aktyviai daugintis kartu su sudėtingesniais eukariotais.

Dilema: nauda ar žala

Eukariotų svarba nekelia abejonių: jų dėka atsirado įvairios gyvybės formos. Tačiau su bakterijomis ne viskas taip paprasta. Viena vertus, žarnyne esančių mikroorganizmų dėka žmonės gali sėkmingai virškinti maistą, sintetinti ir pasisavinti vitaminus. Taip pat apsauginę funkciją atlieka prokariotai, dengiantys žmogaus odą ar gleivines.

Kai kurios bakterijos reikalingos sūrio, grietinės, raugintų kopūstų gamybai. Įdomu tai, kad buvo išskirtos bakterijos, kurių poveikis panašus į antibiotikų.

Kita vertus, tam tikros rūšies nebranduolinės gali sukelti ligas arba sugadinti maistą. Jie sugeba ne tik išskirti toksinus, bet ir sunaikinti užimto ​​organizmo ląsteles.

Todėl apie prokariotų naudą ar žalą tikrai kalbėti negalima: viskas priklauso nuo jų rūšių. Tačiau bet kuriuo atveju žmonija už savo egzistavimą skolinga šioms mažiausioms ląstelėms.

Visi gyvi organizmai skirstomi į priešląstelinius ir ląstelinius. Ikiląsteliniai apima virusus ir fagus. Antroji grupė – ląstelinė – skirstoma į prokariotus ir eukariotus, kurie yra ikibranduoliniai ir branduoliniai organizmai.

prokariotai

Pirmoji ląstelė, prokariotai, atsirado Žemėje daugiau nei prieš 3 milijardus metų. Tai buvo didžiausias šuolis gyvenimo raidoje. Prokariotai yra bakterijos. Jų struktūra yra gana paprasta. Paveldima informacija, DNR, yra jų primityvioje žiedo formos chromosomoje, kurioje yra mažai baltymų. Jis yra specialioje citoplazmos dalyje, nukleoide, neatskirtoje nuo likusios ląstelės membrana. Pagrindinis skirtumas tarp prokariotų ir eukariotų vienas nuo kito yra tas, kad pirmojo tipo ląstelėse nėra tikro branduolio.

Ikibranduolinių ląstelių citoplazmoje yra daug mažiau ląstelių struktūrų. Iš jų žinomos ribosomos, kurios yra mažesnės, palyginti su eukarioidinių ląstelių ribosomomis. Mitochondrijų vaidmuo prokariotuose priklauso paprastoms membranų struktūroms. Jiems taip pat trūksta chloroplastų. Prokariotai turi plazminę membraną su ląstelės sienele virš jos. Nuo eukariotų jie skiriasi daug mažesniais dydžiais.Kai kuriais atvejais prokariotuose gali būti vadinamųjų plazmidžių – mažų, žiedo pavidalo,

eukariotų

Visos branduolinės ląstelės skiriasi savo bendru struktūriniu planu ir bendra kilme. Jie atsirado iš ikibranduolinių ląstelių prieš 1,2 milijardo metų. Jų struktūra yra daug sudėtingesnė. Tiek prokariotai, tiek eukariotai turi ląstelių membraną. Bet šiaip jų struktūriniai ir biocheminės savybės skiriasi daugeliu atžvilgių. Svarbiausias skirtumas yra tas, kad branduolinės ląstelės turi tikrą branduolį, kuriame saugoma jų genetinė informacija.

Branduolys nuo citoplazmos yra atskirtas specialia membrana, susidedančia iš išorinio ir vidinio sluoksnių. Jis panašus į plazminę membraną, bet turi porų. Jų dėka vyksta mainai tarp citoplazmos ir branduolio. Ląstelės genomą sudaro visas chromosomų rinkinys; tuo prokariotai ir eukariotai taip pat skiriasi vienas nuo kito. DNR eukariotų chromosomose yra susijusi su histono baltymais.

Yra branduolių, kuriuose susidaro ribosomos. Bestruktūrė masė, karioplazma, supa chromosomas ir branduolius. Kiekviena gyvūnų ir augalų rūšis turi savo, griežtai apibrėžtą chromosomų rinkinį. Kai ląstelės dalijasi, jos padvigubėja, o paskui pasiskirsto dukterinėms ląstelėms.

Jei atsižvelgsime į prokariotus ir eukariotus, jų skirtumai taip pat matomi ląstelių citoplazmoje.

Augalų ląstelėms būdinga didelė centrinė vakuolė ir plastidai. gali perkelti branduolį į ląstelės periferiją. Augalų ląstelės mitybos rezervinis angliavandenis yra krakmolas. Išorėje augalų ląstelės yra padengtos celiulioze. Ląstelių centre trūksta centriolės, kurią galima pamatyti tik dumbliuose.

Gyvūnų ląstelėse trūksta centrinės vakuolės, plastidžių ir tankios ląstelės sienelės. Ląstelės centre yra centriolė. Atsarginis angliavandenis gyvūnų ląstelėse yra glikogenas.

Grybelinės ląstelės ne visada turi centriolę. Ląstelės sienelė susideda iš chitino, citoplazmoje plastidžių nėra, tačiau ląstelės centre yra centrinė vakuolė. Jų angliavandenių rezervas taip pat yra glikogenas.

Eukariotų citoplazmoje yra mitochondrijos, lizosomos, endoplazminis tinklas, judėjimo organelės. Jų ribosomos yra daug didesnės nei prokariotų. Ląstelės citoplazma yra padalinta į atskiras sekcijas, skyrius, naudojant specialias membranas, susidedančias iš lipidų. Kiekvienas iš jų turi savo biocheminius procesus. Prokariotuose to beveik niekada nebūna.

Apskritai prokariotai ir eukariotai išreiškia evoliucijos dėsnius, kuriems būdingas judėjimas iš daugiau paprastos formos prie sudėtingesnių.

Tačiau ikibranduolinės ląstelės pasižymi didesniu plastiškumu ir įvairiais medžiagų apykaitos procesais. Daugelis bakterijų gali gauti energijos iš šviesos arba cheminės reakcijos, egzistuoti aplinkoje, kurioje nėra deguonies (anaerobinės bakterijos). Dėl to jie patenka į šiuolaikinio pasaulio vaizdą.

Kaip jau minėta, viskas organinis pasaulis yra padalintas į dvi dalis; prokariotai ir eukariotai. Panagrinėkime juos išsamiau.

prokariotai neturi branduolio su membrana, o genetinė medžiaga yra koncentruota nukliotide. Dezoksiribonukleorūgštis (DNR) sudaro vieną grandinę, uždarytą žiede (genoforas). Lytinio proceso nėra, o genetinės medžiagos mainai vyksta kitų procesų, vadinamų paraseksualiniais, metu.
Nėra centriolių ir mitozinio veleno, plastidžių ir mitochondrijų. Ląstelių dalijimasis yra amitotinis. Korpuso rėmą formuojantis elementas yra gliukopeptidas. Jo sluoksnis skirtinguose mikroorganizmuose yra nevienodas, o tai susiję su polimorfizmu, filtruojamumu ir skirtingu požiūriu į Gramo dėmę. Jo nėra mikoplazmose ir galobakterijose. Žvynelių nėra arba jos labai paprastos. Daugelis atstovų fiksuoja molekulinį azotą, maistinės medžiagos absorbuojamos per ląstelės sienelę. Maisto vakuolių nėra, tačiau dujų vakuolės yra dažnos. Prokariotai apima melsvadumblius, riketsijas, bakterijas, aktinomicetus ir mikoplazmas.

eukariotų- Organizmai, turintys tikrą branduolį, apsuptą branduolinės membranos. Genetinė medžiaga yra uždaryta chromosomose, kurias sudaro DNR ir baltymų grandinės. Eukariotams būdingas tipiškas seksualinis procesas su kintamu branduolių susiliejimu ir redukcijos dalijimusi; kartais jie dauginasi be apvaisinimo, bet esant lytiniams organams (partenogenezė). Ląstelėje yra centriolių, mitozinio veleno, plastidžių, mitochondrijų ir gerai išvystyta endoplazminės membranos sistema. Ląstelių dalijimasis yra mitozinis. Jei yra žvynelių ar blakstienų, jie yra labai sudėtingi. Jie nefiksuoja atmosferos azoto, kaip taisyklė, aerobų, retai antrinių anaerobų. Mityba yra absorbcinė arba autotrofinė, kai maistas nuryjamas ir virškinamas organizmo viduje. Yra maisto vakuolės.

Laboratorijoje, norint nustatyti mikroorganizmų tipą, nustatomos pagrindinės jo savybės: morfologija, augimas, maistinės terpės, biocheminės savybės, patogeniškumas ir kt. Pagal gautus duomenis identifikavimas atliekamas pagal apibrėžimą, jie randa mikrobo vietą klasifikavimo lentelėje.
Konkretus pavadinimas yra dvejetainis ir susideda iš dviejų žodžių; pirmasis reiškia gentį ir rašomas didžiąja raide, antrasis yra rūšis ir rašomas su mažosios raidės. Pavyzdžiui, amerikinio vėgėlės sukėlėjas – Bacillus lervos, septicemijos sukėlėjas –Pseudomonas apisepticum.

bakteriofagai. Tai virusai, kurie vystosi mikroorganizmuose. Tokio tipo virusai paplitę gamtoje visur, kur randama bakterijų.

Mikoplazma (spiroplazma). Mikoplazmų dydis svyruoja nuo 100 iki 700 nm, jos nesudaro sporų. Jie auga sudėtingose ​​maistinėse terpėse su dideliu osmosiniu slėgiu. Kolonijos išauga į tankią terpę. Tikrosios ląstelės membranos nebuvimas (ji pakeičiama 3 sluoksnių sterolinių lepidų membrana) mikoplazmose sukelia ryškų polimorfizmą - sferines, granuliuotas, žiedines ir siūlines formas. Gebėjimas prasiskverbti per bakterijų filtrus rodo jų morfologinį plastiškumą. Mikoplazmos yra plačiai paplitusios gamtoje ir yra svarbios gyvūnų, paukščių ir vabzdžių, įskaitant bites, patologijoms.

Branduolio sandara. Skirtingai nuo kai kurių žemesnių augalų ir pirmuonių, kurių ląstelėse yra keli branduoliai, aukštesni gyvūnai, augalai ir grybai susideda iš ląstelių, kuriose yra vienas branduolys. Jis turi rutulio formą, kurio skersmuo nuo 3 iki 10 mikronų (11, 8 pav.). Branduolys yra apsuptas membranos, susidedančios iš dviejų membranų, kurių kiekviena yra panaši į plazmos membraną. Tam tikrais intervalais abi membranos susilieja viena su kita, sudarydamos 70 nm skersmens skylutes – branduolines poras. Per juos vyksta aktyvus medžiagų apykaita tarp branduolio ir citoplazmos. Porų dydis leidžia net didelėms RNR molekulėms ir ribosomų dalelėms prasiskverbti iš branduolio į citoplazmą.

Branduolys kaupia paveldimą informaciją ne tik apie visas tam tikros ląstelės ypatybes ir savybes, apie procesus, kurie turėtų vykti joje (pavyzdžiui, baltymų sintezė), bet ir apie viso organizmo ypatybes. Informacija įrašoma į DNR molekules, kurios yra pagrindinė chromosomų dalis. Be to, chromosomose yra įvairių baltymų. Tarp ląstelių dalijimosi chromosomos yra ilgi, labai ploni siūlai, kuriuos galima pamatyti tik elektroniniu mikroskopu.

Ryžiai. 17. DNR pakavimo chromosomoje schema

Vidutinis DNR molekulės, sudarančios kiekvienos iš 46 žmogaus chromosomų pagrindą, ilgis yra apie 5 cm. Kaip šios molekulės yra sutalpintos į tik apie 5 mikronų skersmens branduolį? Chromosomoje yra keturi DNR pakavimo lygiai (17 pav.). Pirmajame lygyje 2 nm skersmens DNR dviguba spiralė yra suvyniota aplink baltymų kompleksą, kuriame yra 8 histono molekulės - baltymai, turintys padidintą teigiamai įkrautų aminorūgščių lizino ir arginino liekanų kiekį. Susidaro 11 nm skersmens struktūra, primenanti karoliukus ant virvelės. Kiekvienoje „karoliukėje“ – nukleozomoje yra apie 150 nukleotidų porų. Antrame lygyje nukleosomos artėja viena prie kitos histono, kuris skiriasi nuo nukleozomą sudarančių, pagalba. Susidaro 30 nm skersmens fibrilė. Trečiame pakavimo lygyje susidaro kilpos, kuriose yra nuo 20 000 iki 80 000 porų DNR nukleotidų. Kiekvienos kilpos „burnoje“ yra baltymai, kurie atpažįsta tam tikras nukleotidų sekas ir tuo pačiu turi afinitetą vienas kitam. Įprastoje žinduolių chromosomoje gali būti iki 2500 kilpų. Prieš dalijantis ląstelėms, DNR molekulės padvigubėja, kilpos sukraunamos, chromosoma sustorėja ir tampa matoma šviesos mikroskopu. Šiame ketvirtame pakuotės lygyje kiekviena chromosoma susideda iš dviejų identiškų chromatidžių, kurių kiekvienoje yra viena DNR molekulė. Chromatidžių sandūra vadinama centromera. Apskritai DNR „sutrumpėjimas“ siekia 10 4 . Tai atitinka tai, kaip į degtukų dėžutę (5 cm) būtų supakuotas siūlas iki Ostankino bokšto (500 m).

Branduoliuose visada yra vienas ar daugiau branduolių (11, 9 pav.). Branduolys susidaro iš tam tikrų chromosomų skyrių; joje susidaro ribosomos.

Branduolys dėl jame esančių chromosomų, kuriose yra paveldima informacija, atlieka centro, kontroliuojančio visą gyvybinę ląstelės veiklą ir vystymąsi, funkcijas.

Pagrindinis branduolio vaidmuo paveldimumas. Taigi ląstelių branduolyje yra uždarytos chromosomos, kuriose yra DNR - paveldimos informacijos saugykla. Tai lemia pagrindinį ląstelės branduolio vaidmenį paveldimumui. Ši svarbiausia šiuolaikinės biologijos pozicija išplaukia ne tik iš loginio samprotavimo, ją įrodė daugybė tikslių eksperimentų. Paimkime vieną iš jų. Viduržemio jūroje gyvena kelios vienaląsčių žaliųjų dumblių rūšys – acetabularia. Jie susideda iš plonų stiebų, kurių viršutiniuose galuose yra kepurės. Pagal skrybėlių formą išskiriamos acetabularijos rūšys.

Apatiniame acetabularijos stiebo gale yra branduolys. Vienos rūšies acetabularijoje buvo dirbtinai pašalinta kepurė ir branduolys, o iš kitos rūšies acetabuliarijos išskirtas branduolys pasodintas ant stiebo. Kas paaiškėjo? Po kurio laiko ant dumblių su persodintu branduoliu susidarė kepurėlė, būdinga rūšiai, kuriai persodintas branduolys priklausė (18 pav.).

Ryžiai. 18. Eksperimento su acetobularia schema
A ir B – skirtingos acetobuliarijos rūšys

Nors branduolys vaidina pagrindinį vaidmenį paveldimumo reiškiniuose, tačiau iš to neišplaukia, kad tik branduolys yra atsakingas už visų savybių perdavimą iš kartos į kartą. Citoplazmoje taip pat yra organelių (chloroplastų ir mitochondrijų), turinčių DNR ir galinčių perduoti paveldimą informaciją.

Taigi būtent kiekvienos ląstelės branduolyje yra pagrindinė paveldima informacija, reikalinga viso organizmo vystymuisi su visomis jo savybių ir savybių įvairove. Tai branduolys, kuris atlieka pagrindinį vaidmenį paveldimumo reiškiniuose.

O kaip tie organizmai, kurių ląstelės neturi branduolių?

Prokariotai ir eukariotai. Visi organizmai, turintys ląstelių struktūra, skirstomi į dvi grupes: ikibranduolinius (prokariotus) ir branduolinius (eukariotus).

Prokariotinės ląstelės, kuriose yra bakterijų, skirtingai nei eukariotai, turi gana paprastą struktūrą. Prokariotinė ląstelė neturi organizuoto branduolio, joje yra tik viena chromosoma, kuri nėra atskirta nuo likusios ląstelės membrana, o yra tiesiai citoplazmoje. Tačiau jame taip pat yra visa paveldima bakterinės ląstelės informacija.

Prokariotų citoplazma, palyginti su eukariotinių ląstelių citoplazma, yra daug prastesnė struktūrų sudėties požiūriu. Yra daug, mažesnių nei eukariotinėse ląstelėse, ribosomų. Funkcinį mitochondrijų ir chloroplastų vaidmenį prokariotinėse ląstelėse atlieka specialios, gana paprastai organizuotos membranos raukšlės.

Prokariotinės ląstelės, kaip ir eukariotinės ląstelės, yra padengtos plazmine membrana, kurios viršuje yra ląstelės membrana arba gleivinė kapsulė. Nepaisant santykinio paprastumo, prokariotai yra tipiškos nepriklausomos ląstelės.

Lyginamosios charakteristikos eukariotinės ląstelės. Skirtingos eukariotinės ląstelės yra struktūriškai panašios. Tačiau kartu su įvairių gyvosios gamtos karalysčių organizmų ląstelių panašumais yra ir pastebimų skirtumų. Jie susiję ir su struktūrinėmis, ir su biocheminėmis savybėmis.

Augalų ląstelėje yra įvairių plastidų, didelė centrinė vakuolė, kartais nustumianti branduolį į periferiją, taip pat ląstelės sienelė, esanti už plazminės membranos, susidedanti iš celiuliozės. Aukštesniųjų augalų ląstelėse ląstelių centre nėra centriolės, kurios yra tik dumbliuose. Atsarginės maistinės medžiagos angliavandeniai augalų ląstelėse yra krakmolas.

Grybų karalystės atstovų ląstelėse ląstelės sienelę dažniausiai sudaro chitinas – polisacharidas, iš kurio taip pat statomas išorinis nariuotakojų skeletas. Yra centrinė vakuolė, plastidžių nėra. Tik kai kurie grybai turi centriolę ląstelių centre. Grybelio ląstelėse esantis angliavandenis yra glikogenas.

Gyvūnų ląstelėse nėra tankios ląstelės sienelės, nėra plastidų. Gyvūnų ląstelėje nėra centrinės vakuolės. Centrolė būdinga gyvūnų ląstelių ląstelių centrui. Glikogenas taip pat yra atsarginis angliavandenis gyvūnų ląstelėse.

1. Parodykite ryšį tarp branduolio struktūros ir jo funkcijos ląstelėje.
2. Kaip galima įrodyti pagrindinį branduolio vaidmenį ląstelėje?
3. Ar yra esminių skirtumų tarp prokariotų ir eukariotų? Paaiškinkite savo atsakymą.

Žemėje yra tik dviejų tipų organizmai: eukariotai ir prokariotai. Jie labai skiriasi savo struktūra, kilme ir evoliucinis vystymasis, kuris bus išsamiai aptartas toliau.

Susisiekus su

Prokariotinės ląstelės požymiai

Prokariotai kitaip vadinami ikibranduoliniais. Prokariotinė ląstelė neturi kitų organelių, turinčių membraninį apvalkalą (endoplazminį tinklą, Golgi kompleksą).

Taip pat būdingi bruožai jiems yra šie:

1. be apvalkalo ir nesudaro ryšių su baltymais. Informacija perduodama ir skaitoma nuolat.
2. Visi prokariotai yra haploidiniai organizmai.
3. Fermentai yra laisvoje būsenoje (difuziškai).
4. Jie turi galimybę sporuliuoti nepalankiomis sąlygomis.
5. Plazmidžių buvimas - mažos ekstrachromosominės DNR molekulės. Jų funkcija – genetinės informacijos perdavimas, didinant atsparumą daugeliui agresyvių veiksnių.
6. Žvynelių ir pilių buvimas - išoriniai baltymų dariniai, reikalingi judėjimui.
7. Dujų vakuolės yra ertmės. Dėl jų kūnas gali judėti vandens stulpelyje.
8. Prokariotų (ypač bakterijų) ląstelės sienelę sudaro mureinas.
9. Pagrindiniai energijos gavimo būdai prokariotuose yra chemo- ir fotosintezė.

Tai apima bakterijas ir archėjos. Prokariotų pavyzdžiai: spirochetos, proteobakterijos, cianobakterijos, krenarcheotai.

Dėmesio! Nepaisant to, kad prokariotai neturi branduolio, jie turi jo ekvivalentą - nukleoidą (apvalią DNR molekulę be apvalkalo) ir laisvą DNR plazmidžių pavidalu.

Prokariotinės ląstelės struktūra

bakterijos

Šios karalystės atstovai yra vieni seniausių Žemės gyventojų ir pasižymi dideliu išgyvenamumu ekstremaliomis sąlygomis.

Yra gramteigiamų ir gramneigiamų bakterijų. Pagrindinis jų skirtumas slypi ląstelės membranos struktūroje. Gram-teigiamų turi storesnį apvalkalą, iki 80% sudaro mureino bazė, taip pat polisacharidai ir polipeptidai. Kai dažomi Gram, jie suteikia violetinė. Dauguma šių bakterijų yra patogenai. Gramneigiami turi plonesnę sienelę, kurią nuo membranos skiria periplazminė erdvė. Tačiau toks apvalkalas padidino stiprumą ir yra daug atsparesnis antikūnų poveikiui.

Gamtoje bakterijos vaidina labai svarbų vaidmenį:

1. Melsvadumbliai (melsvadumbliai) padeda palaikyti tinkamą deguonies lygį atmosferoje. Jie sudaro daugiau nei pusę viso O2 Žemėje.
2. Jie prisideda prie organinių liekanų irimo, taip dalyvaudami visų medžiagų cikle, dalyvauja formuojant dirvą.
3. Azoto fiksatoriai ant ankštinių augalų šaknų.
4. Jie valo vandenį nuo atliekų, pavyzdžiui, metalurgijos pramonės.
5. Jie yra gyvų organizmų mikrofloros dalis, padedantys kuo daugiau pasisavinti maistines medžiagas.
6. Naudojamas Maisto pramone fermentacijai Taip gaunami sūriai, varškė, alkoholis, tešla.

Dėmesio! Be teigiamos vertės, bakterijos taip pat atlieka neigiamą vaidmenį. Daugelis jų sukelia mirtinas ligas, tokias kaip cholera, vidurių šiltinė, sifilis ir tuberkuliozė.

bakterijos

Archėja

Anksčiau jie buvo sujungti su bakterijomis į vieną Drobyanok karalystę. Tačiau laikui bėgant tapo aišku, kad archėjos turi savo individualų evoliucijos kelią ir labai skiriasi nuo kitų mikroorganizmų savo biochemine sudėtimi ir metabolizmu. Išskiriama iki 5 tipų, labiausiai tirti Euryarcheots ir Crenarcheots. Archealinės savybės yra šios:

• dauguma jų yra chemoautotrofai – jie sintetina organinės medžiagos iš anglies dvideginis, cukrus, amoniakas, metalo jonai ir vandenilis;
• vaidina pagrindinį vaidmenį azoto ir anglies cikle;
• dalyvauti virškinant žmones ir daugelį atrajotojų;
• turi stabilesnį ir patvaresnį membraninį apvalkalą dėl eterinių jungčių glicerolio-eterio lipiduose. Tai leidžia archėjoms gyventi labai šarminėse arba rūgščioje aplinkoje, taip pat esant aukštai temperatūrai;
• ląstelės sienelėje, skirtingai nei bakterijose, nėra peptidoglikano ir ją sudaro pseudomureinas.

Eukariotų sandara

Eukariotai yra organizmų karalystė, kurios ląstelėse yra branduolys. Be archėjų ir bakterijų, visi gyvi daiktai Žemėje yra eukariotai (pavyzdžiui, augalai, pirmuonys, gyvūnai). Ląstelės gali labai skirtis savo forma, struktūra, dydžiu ir funkcija. Nepaisant to, jie yra panašūs gyvenimo pagrindais, medžiagų apykaita, augimu, vystymusi, gebėjimu dirginti ir kintamumu.

Eukariotinės ląstelės gali būti šimtus ar tūkstančius kartų didesnės nei prokariotinės ląstelės. Jie apima branduolį ir citoplazmą su daugybe membraninių ir nemembraninių organelių. Membraną sudaro: endoplazminis tinklas, lizosomos, Golgi kompleksas, mitochondrijos,. Ne membranos: ribosomos, ląstelių centras, mikrovamzdeliai, mikrofilamentai.

Eukariotų sandara

Palyginkime eukariotų ląsteles iš skirtingų karalysčių.

Eukariotų karalystės apima:

• pirmuonys. Heterotrofai, kai kurie gali fotosintezuoti (dumbliai). Jie dauginasi nelytiškai, lytiškai ir paprastu būduį dvi dalis. Dauguma jų neturi ląstelės sienelės;
• augalai. Jie yra gamintojai, pagrindinis energijos gavimo būdas yra fotosintezė. Dauguma augalų yra nejudrūs ir dauginasi nelytiškai, lytiškai ir vegetatyviškai. Ląstelės sienelė sudaryta iš celiuliozės;
• grybai. Daugialąstė. Atskirkite žemesnę ir aukštesnę. Jie yra heterotrofiniai organizmai ir negali judėti savarankiškai. Jie dauginasi nelytiškai, lytiškai ir vegetatyviškai. Jie kaupia glikogeną ir turi stiprią chitino ląstelių sienelę;
• gyvūnai. Yra 10 rūšių: kempinės, kirmėlės, nariuotakojai, dygiaodžiai, chordatai ir kt. Jie yra heterotrofiniai organizmai. Geba savarankiškai judėti. Pagrindinė saugojimo medžiaga yra glikogenas. Ląstelės sienelę sudaro chitinas, kaip ir grybų. pagrindinis būdas dauginimasis yra seksualinis.

Lentelė: Lyginamosios augalų ir gyvūnų ląstelių charakteristikos

Struktūra	augalo ląstelė	gyvūnų narvas
ląstelių sienelės	Celiuliozė	Susideda iš glikokalikso – plono baltymų, angliavandenių ir lipidų sluoksnio.
Pagrindinė vieta	Įsikūręs arčiau sienos	Įsikūręs centrinėje dalyje
Ląstelių centras	Išskirtinai žemesniuose dumbliuose	Pateikti
Vakuolės	Sudėtyje yra ląstelių sulčių	Susitraukiantis ir virškinantis.
Atsarginė medžiaga	Krakmolas	Glikogenas
plastidai	Trys tipai: chloroplastai, chromoplastai, leukoplastai	Dingęs
Maistas	autotrofinis	heterotrofinis

Prokariotų ir eukariotų palyginimas

Prokariotinių ir eukariotinių ląstelių struktūros ypatybės yra reikšmingos, tačiau vienas iš pagrindinių skirtumų yra susijęs su genetinės medžiagos saugojimu ir energijos gavimo būdu.

Prokariotai ir eukariotai fotosintezuoja skirtingai. Prokariotuose šis procesas vyksta ant membranų ataugų (chromatoforų), sukrautų į atskiras krūvas. Bakterijos neturi fluoro fotosistemos, todėl, skirtingai nei, jos neišskiria deguonies melsvadumbliai, kurios susidaro fotolizės metu. Vandenilio šaltiniai prokariotuose yra sieros vandenilis, H2, įvairios organinės medžiagos ir vanduo. Pagrindiniai pigmentai yra bakteriochlorofilas (bakterijose), chlorofilas ir fikobilinai (cianobakterijose).

Iš visų eukariotų fotosintezę gali atlikti tik augalai. Jie turi Specialusis ugdymas- chloroplastai, turintys membranų, išdėstytų granulėse arba lamelėse. II fotosistemos buvimas leidžia deguoniui išleisti į atmosferą vandens fotolizės proceso metu. Vienintelis vandenilio molekulių šaltinis yra vanduo. Pagrindinis pigmentas yra chlorofilas, o fikobilinų yra tik raudonuosiuose dumbliuose.

Pagrindiniai skirtumai ir charakteristikos prokariotai ir eukariotai pateikti toliau esančioje lentelėje.

Lentelė: Prokariotų ir eukariotų panašumai ir skirtumai

Palyginimas	prokariotai	eukariotų
Pasirodymo laikas	Daugiau nei 3,5 milijardo metų	Maždaug 1,2 milijardo metų
Ląstelių dydžiai	Iki 10 µm	nuo 10 iki 100 µm
Kapsulė	Yra. Atlieka apsauginę funkciją. Susijęs su ląstelės sienele	Dingęs
plazmos membrana	Yra	Yra
ląstelių sienelės	Sudarytas iš pektino arba mureino	Yra ir kitų, išskyrus gyvūnus
Chromosomos	Vietoj to, žiedinė DNR. Vertimas ir transkripcija vyksta citoplazmoje.	Linijinės DNR molekulės. Transkripcija vyksta citoplazmoje, o transkripcija vyksta branduolyje.
Ribosomos	Mažas 70S tipo. Įsikūręs citoplazmoje.	Didelis 80S tipo, gali būti prijungtas prie endoplazminio tinklo, esančio plastidėse ir mitochondrijose.
membraninė organelė	Nė vienas. Yra membranos ataugos – mezosomos	Yra: mitochondrijos, Golgi kompleksas, ląstelių centras, EPS
Citoplazma	Yra	Yra
	Dingęs	Yra
Vakuolės	Dujos (aerosomos)	Yra
Chloroplastai	Nė vienas. Fotosintezė vyksta bakteriochlorofiluose	Yra tik augaluose
Plazmidės	Yra	Dingęs
Branduolys	Dingęs	Yra
Mikrofilamentai ir mikrovamzdeliai.	Dingęs	Yra
Padalijimo metodai	Susiaurėjimas, pumpuravimas, konjugacija	Mitozė, mejozė
Sąveika ar kontaktai	Dingęs	Plazmodesmos, desmosomos arba pertvaros
Ląstelių mitybos tipai	Fotoautotrofinis, fotoheterotrofinis, chemoautotrofinis, chemoheterotrofinis	Fototrofinė (augaluose) endocitozė ir fagocitozė (kituose)

Prokariotų ir eukariotų skirtumai

Prokariotinių ir eukariotinių ląstelių panašumai ir skirtumai

Išvada

Prokariotinio ir eukariotinio organizmo palyginimas yra gana sunkus procesas, reikalaujantis atsižvelgti į daugybę niuansų. Jie turi daug bendro vieni su kitais pagal struktūrą, vykstančius procesus ir visų gyvų dalykų savybes. Skirtumai slypi atliekamose funkcijose, mitybos metoduose ir vidinė organizacija. Tie, kurie domisi šia tema, gali pasinaudoti šia informacija.