Считается, что клеточные организмы с ядрами возникли около 1,5 миллиарда лет назад. Хотя ученые в прошлом мало понимали явления на клеточном уровне, в своих трудах они часто начинали примерно рисовать эту единицу организма.
Прокариоты и эукариоты — что это и в чем их отличия
Здравствуйте, уважаемые читатели блога KtoNaNovenkogo.ru.
Все организмы, живущие на Земле, относятся к одной из двух групп, в зависимости от строения их клеток: Прокариоты или эукариоты.
Термины «прокариоты» и «эукариоты» были предложены французским ботаником Э. Шаттоном в 1925 году.
Деление организмов на прокариоты и эукариоты сохранялось долгое время (до 1990-х годов), пока американский микробиолог К. Уозе не обнаружил, что среди прокариот существует большая группа особей со значительными генетическими различиями.
Поэтому он предложил разделить прокариотов на бактерии и археи. Классификация живых организмов на эукариоты, бактерии и археи сегодня является общепринятой.
Прокариоты — это.
Прокариоты — это одноклеточные живые организмы без оформленного клеточного ядра. Они не растут, не развиваются в многоклеточную форму и способны к автономному существованию.
Прокариоты — самая представительная форма жизни на Земле по количеству видов. Например, 1 грамм плодородной почвы может содержать около 10 миллиардов бактериальных клеток.
Как упоминалось ранее, прокариоты включают бактерии (в том числе цианобактерии или сине-зеленые водоросли) и археи.
У прокариот молекула органического вещества не отделена от цитоплазмы, а связана с клеточной мембраной. Они обычно размножаются бесполым путем, и их ДНК циркулярна. У большинства прокариот геном (что это такое?) состоит из одной хромосомы.
Прокариоты — самые древние и примитивные организмы на нашей планете. Они встречаются повсюду: в воздухе, в воде, в почве и в живых организмах.
Они встречаются в глубинах океанов, на вершинах гор, во льдах Антарктиды и Арктики. В атмосфере споры бактерий находятся на высоте до 15 км, а в почве они проникают на глубину более 4 км.
Бактериальные клетки имеют совсем другую форму. Они могут быть палочковидными (бациллы), круглыми (бациллы), шестиугольными, звездчатыми, стеблевидными и т.д. Диплококки образуют пары, стрептококки — цепочки, а стафилококки — гроздья, как виноград.
Структура бактериальной клетки может быть упрощена следующим образом:
- клеточная оболочка (стенка);
- плазматическая мембрана;
- цитоплазма;
- хромосомная кольцевая ДНК (прикреплена к мембране);
- плазмиды (небольшие не прикреплённые к мембране кольцевые ДНК с небольшим набором генов);
- рибосомы;
- прокариотический жгутик(и).
Подавляющее большинство прокариот размножается простым бинарным делением, которое начинается с дупликации ДНК без образования хромосом.
Две вновь образованные молекулы ДНК отделяются друг от друга плазматической мембраной, в результате чего клетка делится на две половины. Таким образом, каждая дочерняя клетка содержит молекулу ДНК одинакового размера.
При благоприятных условиях процесс деления происходит каждые 25-30 минут. Этот период может быть продлен ограничивающими факторами, такими как недостаток пищи, солнечного света, высоких температур и т.д.
В зависимости от того, как они питаются, бактерии делятся на гетеротрофные (как?) и автотрофные (как?).
К первым относятся сапрофиты (которые питаются мертвым органическим материалом), паразиты (которые потребляют органический материал живых организмов) и симбионты (которые живут и питаются другими организмами). Последние питаются путем фотосинтеза (преобразования солнечной энергии или химического окисления неорганических веществ).
Эукариоты — это.
В отличие от прокариот, эукариоты являются нуклеированными организмами (т.е. их клетки содержат ядро).
Они могут быть одноклеточными или многоклеточными, но их клеточная структура одинакова.
Группа эукариот (которые могут быть одноклеточными или многоклеточными) включает растения, животных (включая человека) и грибы.
Эукариотические клетки разделены на различные компартменты системой мембран, имеют сходный химический состав и сходный метаболизм.
Генетический материал в основном сосредоточен в хромосомах, которые состоят из нитей ДНК и молекул белка. Мембранные органоиды находятся в цитоплазме.
Важнейшим строительным блоком любой эукариотической клетки является ядро. Животные клетки хранят свою генетическую информацию как в ядре, так и в митохондриях.
В растительных клетках эта информация находится не только в ядре и митохондриях, но и в пластидах. Соотношение объемов ядра и цитоплазмы называется ядерно-цитоплазматическим индексом, который можно использовать для оценки метаболизма (что это такое?).
Почему грибы принадлежат к группе эукариот
Клетки грибов имеют оформленное ядро и поэтому классифицируются как эукариоты.
Верно, что первоначально к эукариотам относили только растения и животных. Позднее грибы были признаны отдельным царством, поскольку они имеют признаки как растений, так и животных.
В частности, они лишены хлорофилла и питаются, поглощая органические вещества из внешней среды (они не могут образовывать собственные органические вещества). Грибы размножаются как половым, так и бесполым путем.
Эукариотические клетки состоят из следующих основных компонентов:
- ядро;
- ядерная мембрана;
- линейная ДНК;
- цитоплазма;
- митохондрии;
- плазматическая или клеточная мембрана;
- хромосомы;
- рибосомы;
- лизосомы (у животных клеток для переваривания клеточных микромолекул);
- хлоропласты (у растительных клеток для обеспечения фотосинтеза);
- эукариотический жгутик(и).
Согласно наиболее широко принятым научным гипотезам, эукариоты эволюционировали около 1,5 миллиарда лет назад. Многие ученые считают, что они развились в результате симбиогенеза — взаимодействия собственных клеток с клетками бактерий.
Общие сведения
Прокариоты (от греч. «передний» и «ядро») — одноклеточные организмы, у которых нет сформированного ядра и мембранных органоидов. Прокариоты не способны развиваться в многоклеточную форму. Они могут развиваться в виде нитей или массы клеток, но все клетки в такой колонии идентичны и способны существовать самостоятельно.
Давайте кратко опишем структуру прокариотической клетки:
- Внутреннее пространство клетки заполняет цитоплазма, в которой находятся немногочисленные органоиды.
- Жизнедеятельность клетки обеспечивают ферменты, распределённые во внутреннем пространстве или на внутренней стенке мембраны.
- Генетический материал содержится в одной хромосоме. Размножение возможно только путём деления.
- Внутри клетки находится запас питательных веществ: жиров, полифосфатов, полисахаридов. Они расходуются клеткой по мере надобности.
- Снаружи клетка покрыта цитоплазматической мембраной.
- Прокаритотическая клетка может иметь жгутики и пили — средства передвижения в водной среде.
Прокариоты — самые древние организмы, появившиеся на Земле около 3,5 миллиардов лет назад. Они широко распространены на нашей планете и составляют 90% от общего веса всех организмов. Прокариоты считаются далекими предками эукариотических клеток.
Особенности размножения и питания
Прокариоты устроены таким образом, что могут размножаться только бесполым путем. Этот процесс происходит, когда клетки подвергаются воздействию питательной среды, обеспечивающей активный рост.
Подавляющее большинство прокариот размножается
Царство бактерий охватывает большую группу организмов, включая бактерии, цианобактерии и микоплазмы. На сегодняшний день описано около 10 000 видов бактерий, но их гораздо больше — более миллиона.
Бактерии делятся на различные группы в зависимости от их формы:
- Автотрофы — способные самостоятельно синтезировать органические вещества в процессе фотосинтеза (фототрофы) или получать энергию за счёт расщепления некоторых органических соединений (хемотрофы).
- Гетеротрофы — способные поглощать только готовые соединения.
Иногда бактерии после деления соединяются друг с другом клеточными стенками. У некоторых бактерий гранулы образуют пары (диплококки), цепочки (стрептококки) или пучки (стафилококки), а у бацилл и цианобактерий — нити.
Бактерии и археи
Бактерии, попавшие в неблагоприятные условия, образуют споры, которые заключены в плотные капсулы. Эти споры могут выдерживать замораживание, кипячение и сушку и годами ждать подходящих условий для роста.
Археи имеют много общего с бактериями, но у них своя собственная история эволюции. Они обладают высокой устойчивостью к экстремальным условиям и могут жить в сильно щелочной или кислой среде и при высоких температурах. Археи играют ключевую роль в круговороте азота и углерода.
- кокки — сферической формы;
- бациллы — цилиндры или палочки с закруглёнными концами;
- вибрионы — короткие палочки в форме запятой.
