Основная масса прокариот представлена одноклеточными организмами, имеющими очень малые размеры. Для измерения бактерий и их структур применяют такие единицы, как микрометр (мкм) и нанометр (нм).
Бактерии невидимы для невооруженного глаза человека (предел разрешения человеческого глаза лежит в области 70–80 мкм). Для изучения прокариотной клетки и ее структур используют световые и электронные микроскопы. Предел разрешения светового микроскопа равняется 0,2 мкм, предел разрешения лучших электронных микроскопов составляет 0,15–0,3 нм. Таким образом, современные оптические приборы повышают разрешающую способность человеческого глаза в 250–500 тыс. раз.
Средние размеры прокариот лежат в пределах 0,5–3 мкм. Диапазон размеров бактерий весьма широк. Среди них есть свои гиганты и свои пигмеи. Например, клетки Achromatium oxaliferum достигают длины 125 мкм, длина нитчатой серобактерии Beggiatoa gigantea составляет несколько миллиметров при диаметре клетки до 55 мкм. Однако бактерии-гиганты в природе встречаются весьма редко. У большинства палочковидных бактерий длина клетки обычно не превышает 5 мкм при диаметре 1 мкм. Шаровидные бактерии имеют диаметр клетки от 0,5 до 1–2 мкм. Самые мелкие прокариотные организмы представлены группой микоплазм, размер их клеток составляет 0,12–0,15 мкм. Подсчитано, что в клетке микоплазм содержится 1200 молекул белка и осуществляется около 100 ферментативных реакций. Очевидно, это и есть тот минимум, который способен обеспечить наиболее примитивный клеточный уровень жизни.
Размеры клеток микроорганизмов взаимосвязаны с их структурной организацией и могут изменяться в зависимости от возраста культуры, состава питательной среды и действия других факторов. Малые размеры прокариот имеют экологическое значение. Благодаря минимальным массе и размерам микробы распространяются токами воздуха на огромные расстояния и оказываются вездесущими.
По форме клеток основную массу прокариот можно подразделить на три группы: шаровидные, или кокки, палочковидные и извитые. В зависимости от плоскости деления и характера взаимного расположения клеток относительно друг друга среди кокков выделяют: микрококки и стафилококки – клетки делятся в разных плоскостях (у микрококков клетки после деления расходятся и лежат одиночно, у стафилококков клетки образуют неправильные скопления формы виноградной грозди); диплококки и стрептококки – клетки делятся в одной плоскости (первые образуют пары, вторые – цепочки разной длины); тетракокки и сарцины – клетки делятся соответственно в двух и трех взаимно перпендикулярных плоскостях (у первых – клетки располагаются в виде тетрады, а у вторых формируют пакеты по 8 особей).
Палочковидные бактерии представляют самую многочисленную группу прокариот. Они имеют цилиндрическую форму тела с округлыми или заостренными концами и в сильной степени различаются по отношению длины к ширине. В среде палочковидные бактерии располагаются одиночно либо образуют короткие или длинные цепочки. Палочковидные бактерии с грамположительной оболочкой, способные формировать эндоспоры, называют бациллами.
Извитые микроорганизмы различаются по степени изогнутости клеток и по числу витков. Так, клетки спирохет сильно изогнуты и насчитывают от 6 до 15 витков; клетки спирилл имеют от 4 до 6 витков; клетки вибрионов представляют собой короткие палочки формы запятой или полумесяца.
Помимо основных вышеописанных форм бактерий, в природе встречаются другие весьма разнообразные формы микроорганизмов. Например, микобактерии имеют палочковидную форму клетки с различной степенью ветвления. Тело актиномицета представлено одной сильно ветвящейся клеткой,похожейна мицелий гриба. Существуют звездчатые формы. Некоторые бактерии имеют форму кольца, полукольца (тороиды).
Своеобразную форму клетки имеют стебельковые и почкующиеся бактерии, несущие выросты, получившие название простек. Простеки – это выросты клеток, содержащие цитоплазму и окруженные элементами клеточной оболочки.
Одна клетка может иметь от 1 до 8 простек разной длины. Функции простек различны. Например, у бактерий рода Hyphomicrobium простеки, на концах которых образуются почки, выполняют репродуктивную функцию. У стебельковых бактерий рода Caulobacter простеки-стебельки служат для прикрепления клетки к субстрату. Очевидно, простеки, увеличивая поверхность соприкосновения клетки с субстратом, способствуют проникновению питательных веществ. Мелкие бактерии – микоплазмы, лишенные клеточной стенки, характеризуются выраженным плеоморфизмом и имеют кокковидную, палочковидную или нитевидную форму клеток.
Отличия прокариот от эукариот
Наличие единственной цитоплазматической мембраны, ограничивающей содержимое клетки.
Отсутствие органоидов, ограниченных мембраной.
Отсутствие ядерной оболочки. Ядерный материал в виде кольцевидной хромасомы или нуклеоида.
ДНК хромасомы стабилизирована не гистонами, а полиаминами.
Характерно наличие автономных внехромасомных единиц наследственности – плазмид.
Клеточная стенка содержит пептидогликан – муреин и другие специфические вещества.
В цитоплазме присутствуют рибосомы 70-S типа.
В основе размножения лежит простое деление, митоз не характерен.
Отсутствуют фагоцитоз и пиноцитоз.
Не происходит движение цитоплазмы.
Возможно формироваие эндоспор как типа покоящихся клеток для перенесения неблагоприятных условий.
Наличие особых запасных веществ: волютина, гранулезы, других органических и неорганических веществ (серы, углекислого кальция).
Наличие надоболочечных структур клетки: капсул, фимбрий, жгутиков.
Возможность формирования простек.
На Земле существует всего два типа организмов: эукариоты и прокариоты. Они сильно различаются по своему строению, происхождению и эволюционному развитию, что будет подробно рассмотрено далее.
Вконтакте
Признаки прокариотической клетки
Прокариоты по-другому называют доядерными. У прокариотической клетки нет и других органоидов, имеющих мембранную оболочку ( , эндоплазматического ретикулума, комплекса Гольджи).
Также характерными чертами для них являются следующее:
- без оболочки и не образует связей с белками. Информация передаётся и считывается непрерывно.
- Все прокариоты – гаплоидные организмы.
- Ферменты располагаются в свободном состоянии (диффузно).
- Обладают способностью к спорообразованию при неблагоприятных условиях.
- Наличие плазмид – мелких внехромосомных молекул ДНК. Их функция — передача генетической информации, повышение устойчивости ко многим агрессивным факторам.
- Наличие жгутиков и пилей – внешних белковых образований необходимых для передвижения.
- Газовые вакуоли – полости. За счёт них организм способен передвигаться в толще воды.
- Клеточная стенка у прокариот (именно бактерий) состоит из муреина.
- Основными способами получения энергии у прокариот являются хемо- и фотосинтез.
К ним относятся бактерии и археи. Примеры прокариотов: спирохеты, протеобактерии, цианобактерии, кренархеоты.
Внимание! Несмотря на то, что у прокариот отсутствует ядро, они имеют его эквивалент – нуклеоид (кольцевую молекулу ДНК, лишённую оболочек), и свободные ДНК в виде плазмид.
Строение прокариотической клетки
Бактерии
Представители этого царства являются одними из самых древних жителей Земли и обладают высокой выживаемостью в экстремальных условия.
Различают грамположительные и грамотрицательные бактерии. Их главное отличие заключается в строении мембраны клеток. Грамположительные имеют более толстую оболочку, до 80% состоит из муреиновой основы, а также полисахаридов и полипептидов. При окрашивании по Граму они дают фиолетовый цвет. Большинство этих бактерий являются возбудителями заболеваний. Грамотрицательные же имеют более тонкую стенку, которая отделена от мембраны периплазматическим пространством. Однако такая оболочка обладает повышенной прочностью и гораздо сильнее противостоит воздействию антител.
Бактерии в природе играют очень большую роль:
- Цианобактерии (сине-зелёные водоросли) помогают поддерживать необходимый уровень кислорода в атмосфере. Они образуют больше половины всего О2 на Земле.
- Способствуют разложению органических останков, тем самым принимая участие в круговороте всех веществ, участвуют в образовании почвы.
- Фиксаторы азота на корнях бобовых.
- Очищают воды от отходов, к примеру, металлургической промышленности.
- Являются частью микрофлоры живых организмов, помогая максимально усваивать питательные вещества.
- Используются в пищевой промышленности для сбраживания Так получают сыры, творог, алкоголь, тесто.
Внимание! Помимо положительного значения бактерии играют и отрицательную роль. Многие из них вызывают смертельно опасные заболевания, такие как холера, брюшной тиф, сифилис, туберкулёз.
Бактерии
Археи
Ранее их объединяли с бактериями в единое царство Дробянок. Однако со временем выяснилось, что археи имеют свой индивидуальный путь эволюции и сильно отличаются от остальных микроорганизмов своим биохимическим составом и метаболизмом. Выделяют до 5 типов, самыми изученными считаются эвриархеоты и кренархеоты. Особенности архей таковы:
- большинство из них являются хемоавтотрофами – синтезируют органические вещества из углекислого газа, сахара, аммиака, ионов металлов и водорода;
- играют ключевую роль в круговороте азота и углерода;
- участвуют в пищеварении в организмах человека и многих жвачных;
- обладают более стабильной и прочной мембранной оболочкой за счёт наличия эфирных связей в глицерин-эфирных липидах. Это позволяет археям жить в сильнощелочных или кислых средах, а также при условии высоких температур;
- клеточная стенка, в отличие от бактерий, не содержит пептидогликана и состоит из псевдомуреина.
Строение эукариотов
Эукариоты представляют собой надцарство организмов, в клетках которых содержится ядро. Кроме архей и бактерий все живые существа на Земле являются эукариотами (к примеру, растения, простейшие, животные). Клетки могут сильно отличаться по своей форме, строению, размерам и выполняемым функциям. Несмотря на это они сходны по основам жизнедеятельности, метаболизму, росту, развитию, способности к раздражению и изменчивости.
Эукариотические клетки могут превышать в размерах прокариотические в сотни и тысячи раз. Они включают в себя ядро и цитоплазму с многочисленными мембранными и немембранными органоидами. К мембранным относятся: эндоплазматический ретикулум, лизосомы, комплекс Гольджи, митохондрии, . Немембранные: рибосомы, клеточный центр, микротрубочки, микрофиламенты.
Строение эукариотов
Проведем сравнение клеток эукариотов разных царств.
К надцарству эукариот относятся царства:
- простейшие. Гетеротрофы, некоторые способны к фотосинтезу (водоросли). Размножаются бесполым, половым путём и простым способом на две части. У большинства клеточная стенка отсутствует;
- растения. Являются продуцентами, основной способ получения энергии – фотосинтез. Большая часть растений неподвижны, размножаются бесполым, половым и вегетативным путём. Клеточная стенка состоит из целлюлозы;
- грибы. Многоклеточные. Различают низшие и высшие. Являются гетеротрофными организмами, не могут самостоятельно передвигаться. Размножаются бесполым, половым и вегетативным путём. Запасают гликоген и имеют прочную клеточную стенку из хитина;
- животные. Различают 10 типов: губки, черви, членистоногие, иглокожие, хордовые и другие. Являются гетеротрофными организмами. Способны к самостоятельному передвижению. Основное запасающее вещество – гликоген. Оболочка клеток состоит из хитина, также как у грибов. Главный способ размножения – половой.
Таблица: Сравнительная характеристика растительной и животной клетки
| Строение | Клетка растения | Клетка животного |
| Клеточная стенка | Целлюлоза | Состоит из гликокаликса — тонкого слоя белков, углеводов и липидов. |
| Местоположение ядра | Расположено ближе к стенке | Расположено в центральной части |
| Клеточный центр | Исключительно у низших водорослей | Присутствует |
| Вакуоли | Содержат клеточный сок | Сократительные и пищеварительные. |
| Запасное вещество | Крахмал | Гликоген |
| Пластиды | Три вида: хлоропласты, хромопласты, лейкопласты | Отсутствуют |
| Питание | Автотрофное | Гетеротрофное |
Сравнение прокариот и эукариот
Особенности строения прокариотической и эукариотической клеток значительны, однако одно из главных различий касается хранения генетического материала и способа получения энергии.
Прокариоты и эукариоты фотосинтезируют по-разному. У прокариот этот процесс проходит на выростах мембраны (хроматофорах), уложенных в отдельные стопки. Бактерии не имеют фторой фотосистемы, поэтому не выделяют кислород, в отличие от сине-зелёных водорослей, которые образуют его при фотолизе. Источниками водорода у прокариот служат сероводород, Н2, разные органические вещества и вода. Основными пигментами являются бактериохлорофилл (у бактерий), хлорофилл и фикобилины (у цианобактерий).
К фотосинтезу из всех эукариот способны только растения. У них имеются специальные образования – хлоропласты, содержащие мембраны, уложенные в граны или ламеллы. Наличие фотосистемы II позволяет выделять кислород в атмосферу при процессе фотолиза воды. Источником молекул водорода служит только вода. Главным пигментов является хлорофилл, а фикобилины присутствуют лишь у красных водорослей.
Основные различия и характерные признаки прокариотов и эукариотов представлены в таблице ниже.
Таблица: Сходства и различия прокариотов и эукариотов
| Сравнение | Прокариоты | Эукариоты |
| Время появления | Более 3,5 млрд. лет | Около 1,2 млрд. лет |
| Размеры клеток | До 10 мкм | От 10 до 100 мкм |
| Капсула | Есть. Выполняет защитную функцию. Связана с клеточной стенкой | Отсутствует |
| Плазматическая мембрана | Есть | Есть |
| Клеточная стенка | Состоит из пектина или муреина | Есть, кроме животных |
| Хромосомы | Вместо них кольцевая ДНК. Трансляция и транскрипция проходят в цитоплазме. | Линейные молекулы ДНК. Трансляция проходит в цитоплазме, а транскрипция в ядре. |
| Рибосомы | Мелкие 70S-типа. Расположены в цитоплазме. | Крупные 80S-типа, могут прикрепляться к эндоплазматической сети, находиться в пластидах и митохондриях. |
| Органоид с мембранной оболочкой | Отсутствуют. Есть выросты мембраны — мезосомы | Есть: митохондрии, комплекс Гольджи, клеточный центр, ЭПС |
| Цитоплазма | Есть | Есть |
| Отсутствуют | Есть | |
| Вакуоли | Газовые (аэросомы) | Есть |
| Хлоропласты | Отсутствуют. Фотосинтез проходит в бактериохлорофиллах | Присутствуют только у растений |
| Плазмиды | Есть | Отсутствуют |
| Ядро | Отсутствует | Есть |
| Микрофиламенты и микротрубочки. | Отсутствуют | Есть |
| Способы деления | Перетяжка, почкование, коньюгация | Митоз, мейоз |
| Взаимодействие или контакты | Отсутствуют | Плазмодесмы, десмосомы или септы |
| Типы питания клеток | Фотоавтотрофный, фотогетеротрофный, хемоавтотрофный, хемогетеротрофный | Фототрофный (у растений) эндоцитоз и фагоцитоз (у остальных) |
Отличия прокариот и эукариот
Сходство и различия прокариотических и эукариотических клеток
Вывод
Сравнение прокариотического и эукариотического организма достаточно трудоёмкий процесс, требующий рассмотрения множества нюансов. Они имеют между собой много общего в плане строения, протекающих процессов и свойств всего живого. Различия же кроются в выполняемых функциях, способах питания и внутренней организации. Тот, кто интересуется данной темой, может воспользоваться данной информацией.
Все живые организмы могут быть распределены в одну из двух групп (прокариоты или эукариоты) в зависимости от основной структуры их клеток. Прокариоты - живые организмы, состоящие из клеток, которые не имеют клеточного ядра и мембранных органелл. Эукариоты - живые организмы, которых содержат ядро, а также мембранные органеллы.
Клетка является фундаментальной составляющей нашего современного определения жизни и живых существ. Клетки рассматриваются в качестве основных строительных блоков жизни и используются в определении того, что значит быть «живым».
Давайте взглянем на одно определение жизни: «Живые существа - это химические организации, состоящие из клеток и способные размножаться» (Китон, 1986). Это определение базируется на двух теориях - клеточной теории и теории биогенеза. впервые была предложена в конце 1830-х годов немецкими учеными Маттиасом Якобом Шлейденом и Теодором Шванном. Они утверждали, что все живые существа состоят из клеток. Теория биогенеза, предложенная Рудольфом Вирховым в 1858 году, утверждает, что все живые клетки возникают из существующих (живых) клеток и не могут появиться спонтанно из неживой материи.
Компоненты клеток заключены в мембрану, которая служит барьером между внешним миром и внутренними составляющими клетки. Клеточная мембрана - избирательный барьер, это означает, что он пропускает некоторые химические вещества, поддерживающие равновесие, необходимое для жизнедеятельности клеток.
Клеточная мембрана регулирует перемещение химических веществ из клетки в клетку следующими способами:
- диффузия (тенденция молекул вещества к минимизации концентрации, то есть перемещение молекул из области с более высокой концентрацией по направлению к области с более низкой до момента выравнивания концентрации);
- осмос (движение молекул растворителя через частично проницаемую мембрану для того, чтобы уравнять концентрацию растворенного вещества, которое не в состоянии двигаться через мембрану);
- селективный транспорт (при помощи мембранных каналов и насосов).
Прокариоты - организмы, состоящие из клеток, которые не имеют клеточного ядра или любых мембранных органелл. Это означает, что генетический материал ДНК у прокариот не связан в ядре. Кроме того, ДНК прокариот менее структурирована, чем у эукариот. В прокариотах ДНК одноконтурная. ДНК эукариот организована в хромосомы. Большинство прокариот состоят только из одной клетки (одноклеточные), но есть несколько и многоклеточных. Ученые разделяют прокариот на две группы: и .
Типичная клетка прокариота включает:
- плазматическую (клеточную) мембрану;
- цитоплазму;
- рибосомы;
- жгутики и пили;
- нуклеоид;
- плазмиды;
Эукариоты
Эукариоты - живые организмы, клетки которых содержат ядро и мембранные органеллы. Генетический материал у эукариот находится в ядре, а ДНК организована в хромосомы. Эукариотические организмы могут быть одноклеточными и многоклеточными. являются эукариотами. Также эукариоты включают растения, грибы и простейших.
Типичная клетка эукариота включает:
- ядрышко;
Которых имеют ядро. Эукариотами являются почти все организмы, кроме бактерий (вирусы относятся к отдельной категории, которую не все биологи выделяют, как категория живых существ). К эукариотам относятся растения , животные , грибы и такой вид живых организмов, как слизевики . Эукариоты делятся на одноклеточных организмов и многоклеточных , но принцип строения клетки у всех них одинаковый.
Считается, что первые эукариоты появились около 2 млрд лет назад и эволюционировали во многом благодаря симбиогенезу - взаимодействию клеток эукариотов и бактериями, которые эти клетки поглощали, будучи способны к фагоцитозу .
Эукариотические клетки имеют очень большой размер, особенно, по сравнению с прокариотическими. В эукариотической клетке имеется около десяти органоидов , большинство из которых отделенные мембранами от цитоплазмы, чего нет у прокариотов . Также у эукариотов имеется ядро , о котором мы уже говорили. Это часть клетки, которая отгорожена от цитоплазмы двойной мембраной. Именно в этой части клетки находятся ДНК, содержащиеся в хромосомы. Клетки обычно являются одноядерными, но иногда встречаются многоядерные клетки.
Царства эукариотов.
Есть несколько вариантов деления эукариотов. Изначально все живые организмы делили только на растения и животных. Впоследствии выделили царство грибов, которые значительно различаются и от первых, и от вторых. Еще позже начали выделять слизевиков.
Слизевики - это полифилетическая группа организмов, которую некоторые относят к простейшим , но конечная классификация этих организмов до конца не классифицирована. На одной из стадий развития эти организмы имеют плазмодическую форму - это слизистое вещество, которое не имеет четких твердых покровов. В целом слизевики выглядят, как одна многоядерная клетка , которая видна невооруженным взглядом.
С грибами слизевиков роднит спороношения, которые прорастают зооспорами, из которых впоследствии и развивается плазмодий.
Слизевики являются гетеротрофами , способные питаться осмотрофно , то есть всасывать питательные вещества напрямую через мембрану, или эндоцитозом - забирать внутрь пузырьки с питательными веществами. К слизевикам относят акразиевые, миксомицеты, лабиринтуловые и плазмодиофоровые.
Различия прокариот и эукариот.
Главным различием прокариот и эукариот является то, что у прокариот нет оформленного ядра, отделенного мембраной от цитоплазмы. У прокариот кольцевая ДНК находится в цитоплазме, а место, где находится ДНК, называется нуклеоидом.
Дополнительные различия эукариотов.
- Из органоидов прокариоты имеют только рибосомы 70S (мелкие), а у эукариот имеются не только крупные 80S рибосомы, но и много других органоидов.
- Так как ядра у прокариот нет, то делятся они делением надвое - не с помощью мейоза/митоза .
- Эукариоты имеют гистоны, которых нет у бактерий. Хромантин эукариот содержит 1/3 ДНК и 2/3 белка, у прокариот все наоборот.
- Клетка эукариот в 1000 раз больше по объему и в 10 раз больше по диаметру, чем клетка прокариот.
В нашей статье мы рассмотрим строение прокариот и эукариот. Эти организмы существенно отличаются уровнем организации. А причина этого - особенности структуры генетической информации.
Особенности строения клеток прокариот
Прокариотами называют все живые организмы, клетки которых не содержат ядра. Из представителей пяти современных к ним принадлежат только одно - Бактерии. Прокариоты, строение которых мы рассматриваем, также включают представителей сине-зеленых водорослей и архей.
Несмотря на отсутствие в их клетках оформленного ядра, генетический материал они содержат. Это позволяет хранить и передавать наследственную информацию, но ограничивает разнообразие способов размножение. Воспроизведение всех прокариот происходит путем деления их клетки надвое. К митозу и мейозу они не способны.
Строение прокариот и эукариот
Особенности строения прокариот и эукариот, которые их отличают, достаточно существенны. Кроме структуры генетического материала, это касается и многих органелл. Эукариоты, к которым относятся растения, грибы и животные, содержат в цитоплазме митохондрии, комплекс Гольджи, эндоплазматический ретикулум, многие пластиды. У прокариот они отсутствуют. Клеточная стенка, которая есть и у тех, и у других, отличается химическим составом. У бактерий в ее состав входят сложные углеводы пектин или муреин, в то время как у растений ее основу составляет целлюлоза, а у грибов - хитин.
История открытия
Особенности строения и жизнедеятельности прокариот стали известны ученым только в 17 веке. И это несмотря на то, что эти существа существовали на планете с момента ее зарождения. В 1676 году их впервые рассмотрел в оптический микроскоп его создатель Антони ван Левенгук. Как и всех микроскопических организмов, ученый назвал их "анималикулами". Термин "бактерии" появился только в начале 19 столетия. Его предложил известный немецкий естествоиспытатель Христиан Эренберг. Понятие "прокариоты" возникло позже, в эпоху создания электронного микроскопа. Причем сначала ученые установили факт различия в строении генетического аппарата клеток разных существ. Э. Чаттон в 1937 году предложил объединить по этому признаку организмы в две группы: про- и эукариоты. Это деление существует и по сегодняшний день. Во второй половине 20 века было открыто различие среди самих прокариот: архей и бактерий.
Особенности поверхностного аппарата
Поверхностный аппарат прокариот состоит из мембраны и клеточной стенки. Каждая из этих частей имеет свои особенности. Их мембрана образована двойным слоем липидов и белков. Прокариоты, строение которых достаточно примитивно, имеют два типа строения клеточной стенки. Так, у граммположительных бактерий она состоит в основном из пептидогликана, имеет толщину до 80 нм и плотно прилегает к мембране. Характерной чертой этой структуры является и наличие в ней пор, через которые проникает ряд молекул. Клеточная стенка граммотрицательных бактерий очень тонкая - максимум до 3 нм. Она прилегает к мембране не плотно. У некоторых представителей прокариот снаружи находится еще и слизистая капсула. Она защищает организмы от высыхания, механических повреждений, создает дополнительный осмотический барьер.
Органеллы прокариот
Строение клетки прокариот и эукариот имеет свои существенные отличия, которые прежде всего заключаются в наличии определенных органелл. Эти постоянные структуры определяют уровень развития организмов в целом. У прокариот большинство из них отсутствует. Синтез белка в данных клетках происходит рибосомах. У водных прокариот содержатся аэросомы. Это газовые полости, которые обеспечивают плавучесть и регулируют степень погружения организмов. Только в клетках прокариот содержатся мезосомы. Эти складки цитоплазматической мембраны возникают только во время использования химических методов фиксации во время подготовки к микроскопии. Органеллами движения бактерий и архей являются реснички или жгутики. А прикрепление к субстрату осуществляют пили. Эти структуры, образованные белковыми цилиндрами, еще называют ворсинками и фимбриями.
Что такое нуклеоид
Но самое существенное отличие имеет строение гена прокариот и эукариот. обладают все эти организмы. У эукариот она находится внутри оформленного ядра. Эта двумембранная органелла имеет собственный матрикс, который называется нуклеоплазма, оболочку и хроматин. Здесь осуществляется не только хранение генетической информации, но и синтез молекул РНК. В ядрышках из них в последующем формируются субъединицы рибосом - органелл, отвечающих за синтез белка.
Строение генов прокариот проще. Их наследственный материал представлен нуклеоидом или ядерной областью. ДНК у прокариот не упакованы в хромосомы, а имеют кольцевую замкнутую структуру. В состав нуклеоида также входят молекулы РНК и белка. Последние по функциям напоминают гистоны эукариот. Они участвуют в удвоении ДНК, синтезе РНК, восстановлении химической структуры и разрывов нуклеиновых кислот.
Особенности жизнедеятельности
Прокариоты, строение которых не отличается сложностью, осуществляют довольно сложные процессы жизнедеятельности. Это питание, дыхание, воспроизведение себе подобных, движение, обмен веществ... И на все это способна лишь одна микроскопическая клетка, размеры которой колеблются в пределах от до 250 мкм! Так что говорить о примитивности можно только относительно.
Особенности строения прокариот обусловливают и механизмы их физиологии. К примеру, они способны получать энергию тремя способами. Первым является брожение. Его осуществляют некоторые бактерии. В основе этого процесса лежат окислительно-восстановительные реакции, в ходе которых синтезируются молекулы АТФ. Это химическое соединение, при расщеплении которого в несколько этапов выделяется энергия. Поэтому его не зря называют "клеточным аккумулятором". Следующим способом является дыхание. Суть этого процесса заключается в окислении органических веществ. Некоторые прокариоты способны к фотосинтезу. Их примерами являются сине-зеленые водоросли и , которые содержат в клетках пластиды. А вот археи способны к бесхлорофильному фотосинтезу. В ходе этого процесса не происходит фиксация углекислого газа, а непосредственно образуются молекулы АТФ. Поэтому, по сути, это настоящее фотофосфорилирование.
Тип питания
Формы размножения
Прокариоты, строение которых представлено одной клеткой, размножаются путем ее деления на две части или почкованием. Эта особенность обусловлена и структурой их Процессу бинарного деления предшествует удвоение, или репликация ДНК. При этом молекула нуклеиновой кислоты сначала раскручивается, после чего каждая нить дублируется по Образовавшиеся в результате этого хромосомы расходятся к полюсам. Клетки увеличиваются в размерах, между ними образуется перетяжка и далее происходит их окончательное обособление. Некоторые бактерии также способны к образованию клеток бесполого размножения - спор.
Бактерии и археи: отличительные признаки
Долгое время археи вместе с бактериями являлись представителями Царства Дробянки. И действительно, у них много сходных черт строения. Это прежде всего размеры и форма их клеток. Однако биохимические исследования показали, что у них есть ряд сходных черт с эукариотами. Это природа ферментов, под действием которых происходят процессы синтеза РНК и белковых молекул.
Археи освоили практически все среды обитания. Особенно они разнообразны в составе планктона. Первоначально всех архей относили к группе экстремофилов, поскольку они способны обитать и в горячих источниках, и в водоемах с повышенной соленостью, и на глубинах со значительным давлением.
Значение прокариот в природе и жизни человека
Роль прокариот в природе значительна. Прежде всего они являются первыми живыми организмами, которые возникли на планете. Ученые установили,что бактерии и археи возникли около 3,5 млрд лет назад. Теория симбиогенеза предполагает, что от них произошли и некоторые органеллы эукариотических клеток. В частности, речь идет о пластидах и митохондриях.
Многие прокариоты находят свое применение в биотехнологии с целью получения лекарственных средств, антибиотиков, ферментов, гормонов, удобрений, гербицидов. Человек издавна использует полезные свойства молочнокислых бактерий для изготовления сыра, кефира, йогурта, квашеных продуктов. С помощью этих организмов осуществляется очистка водоемов и почв, обогащение руд различных металлов. Бактерии формируют микрофлору кишечника человека и многих животных. Наряду с археями они осуществляют круговорот многих веществ: азота, железа, серы, водорода.
С другой стороны, многие бактерии являются возбудителем опасных заболеваний, регулируя численность многих видов растений и животных. К ним относятся чума, сифилис, холера, сибирская язва, дифтерия.
Итак, прокариотами называют организмы, клетки которых лишены оформленного ядра. Их генетический материал представлен нуклеоидом, состоящим из кольцевой молекулы ДНК. Из современных организмов к прокариотам относятся бактерии и археи.
