Ko su eukarioti i prokarioti: komparativne karakteristike ćelija iz različitih kraljevstava. Eukarioti Ko su eukarioti

koji imaju jezgro. Gotovo svi organizmi su eukarioti, osim bakterija (virusi pripadaju posebnoj kategoriji koju svi biolozi ne razlikuju kao kategoriju živih bića). Eukarioti jesu biljke, životinje, gljive i takve vrste živih organizama kao što su sluzavi kalupi. Eukarioti se dijele na jednoćelijskih organizama I višećelijski, ali princip ćelijske strukture je isti za sve njih.

Vjeruje se da su se prvi eukarioti pojavili prije oko 2 milijarde godina i da su evoluirali uglavnom zahvaljujući simbiogeneza- interakcija eukariotskih ćelija i bakterija koje su te ćelije apsorbovale, budući da su sposobne fagocitoza.

eukariotske ćelije imaju veoma veliku veličinu, posebno u poređenju sa prokariotima. U eukariotskoj ćeliji postoji desetak organela, od kojih je većina odvojena membranama od citoplazme, što nije slučaj kod prokariota. Eukarioti takođe imaju jezgro, o čemu smo već govorili. Ovo je dio ćelije koji je odvojen od citoplazme dvostrukom membranom. Upravo u ovom dijelu ćelije nalazi se DNK sadržana u hromozomima. Ćelije su obično mononuklearne, ali ponekad se nalaze i višejezgrene ćelije.

eukariotska kraljevstva.

Postoji nekoliko opcija za podjelu eukariota. U početku su svi živi organizmi bili podijeljeni samo na biljke i životinje. Nakon toga je identificirano carstvo gljiva, koje se značajno razlikuju i od prvog i od drugog. Čak i kasnije, sluzave plijesni su počele da se izoluju.

sluzavi kalupi je polifiletska grupa organizama na koju se neki pozivaju najjednostavniji, ali konačna klasifikacija ovih organizama nije u potpunosti klasificirana. U jednoj od faza razvoja, ovi organizmi imaju plazmodični oblik - to je sluzava tvar koja nema jasne tvrde korice. Općenito, sluzavi kalupi izgledaju kao jedan višenuklearna ćelija, što je vidljivo golim okom.

Sporulacija se odnosi na gljive sluzave plijesni, koje klijaju zoosporama, iz kojih se naknadno razvija plazmodijum.

Sluzavi kalupi su heterotrofi u stanju da jede vizuelno, odnosno da apsorbuje hranljive materije direktno kroz membranu, ili endocitozom - da uzme vezikule sa hranljivim materijama unutra. Sluzave plijesni uključuju akrazije, miksomicete, labirintule i plazmodiofore.

Razlike između prokariota i eukariota.

Glavna razlika prokarioti a eukarioti je da prokarioti nemaju dobro formirano jezgro odvojeno membranom od citoplazme. Kod prokariota kružna DNK nalazi se u citoplazmi, a mjesto gdje se nalazi DNK naziva se nukleoid.

Dodatne eukariotske razlike.

  1. Od organela imaju samo prokarioti ribozomi 70S (mali), a eukarioti imaju ne samo velike 80S ribozome, već i mnoge druge organele.
  2. Pošto prokarioti nemaju jezgro, oni se dijele na dva dijela - ne uz pomoć mejoza/mitoza.
  3. Eukarioti imaju histone koje bakterije nemaju. Eukariotski hromatin sadrži 1/3 DNK i 2/3 proteina, kod prokariota je suprotno.
  4. Eukariotska ćelija je 1000 puta veća u zapremini i 10 puta veća u prečniku od prokariotske ćelije.

Pojava eukariota je veliki događaj. To je promijenilo strukturu biosfere i otvorilo fundamentalno nove mogućnosti za progresivnu evoluciju. Eukariotska ćelija rezultat je duge evolucije svijeta prokariota, svijeta u kojem su se različiti mikrobi prilagođavali jedni drugima i tražili načine za efikasnu saradnju.

vremenski okvir (repriza)

Fotosintetski prokariotski kompleks Chlorochromatium aggregatum.

Eukarioti su nastali kao rezultat simbioze nekoliko vrsta prokariota. Prokarioti su općenito prilično skloni simbiozi (vidi Poglavlje 3 u Rađanju složenosti). Ovdje je zanimljiv simbiotski sistem poznat kao Chlorochromatium aggregatum. Živi u dubokim jezerima, gdje na dubini postoje anoksični uslovi. Centralna komponenta je mobilna heterotrofna beta-proteobakterija. Oko njega se nalazi od 10 do 60 fotosintetskih zelenih sumpornih bakterija. Sve komponente su povezane izraslinama vanjske membrane centralne bakterije. Smisao zajednice je da mobilne beta-proteobakterije vuče čitavu kompaniju na mjesta pogodna za život izbirljivih sumpornih bakterija, a sumporne bakterije se bave fotosintezom i daju hranu za sebe i beta-proteobakterije. Možda su neke drevne mikrobne asocijacije približno ovog tipa bile preci eukariota.

Teorija simbiogeneze. Merežkovski, Margulis. Mitohondrije su potomci alfa-proteobakterija, plastidi su potomci cijanobakterija. Teže je shvatiti ko je bio predak svega drugog, odnosno citoplazme i jezgra. Jezgro i citoplazma eukariota kombinuju karakteristike arheja i bakterija, a imaju i mnoge jedinstvene karakteristike.

O mitohondrijama. Možda je upravo sticanje mitohondrija (a ne jezgra) bio ključni momenat u razvoju eukariota. Većina mitohondrijalnih gena predaka prebačena je u jezgro, gdje su došli pod kontrolu nuklearnih regulatornih sistema. Ovi nuklearni geni mitohondrijalnog porijekla kodiraju ne samo mitohondrijske proteine, već i mnoge proteine ​​koji rade u citoplazmi. Ovo sugerira da je mitohondrijski simbiont igrao važniju ulogu u formiranju eukariotske ćelije nego što se očekivalo.

Koegzistencija dva različita genoma u jednoj ćeliji zahtijevala je razvoj efikasnog sistema njihove regulacije. A da bi se efikasno upravljalo radom velikog genoma, potrebno je genom izolovati iz citoplazme, u kojoj se odvija metabolizam i hiljade hemijskih reakcija. Nuklearni omotač samo odvaja genom od turbulentnih hemijskih procesa citoplazme. Sticanje simbionta (mitohondrija) moglo bi postati važan stimulans za razvoj nukleusnih i genskih regulatornih sistema.


Isto se odnosi i na seksualnu reprodukciju. Možete živjeti bez seksualne reprodukcije sve dok je vaš genom dovoljno mali. Organizmi s velikim genomom, ali bez seksualne reprodukcije, osuđeni su na brzo izumiranje, uz rijetke izuzetke.

Alfaproteobakterije - ova grupa je uključivala pretke mitohondrija.

Rhodospirillum je nevjerovatan mikroorganizam koji može živjeti zahvaljujući fotosintezi, uključujući i u anaerobnim uvjetima, i kao aerobni heterotrof, pa čak i kao aerobni hemoautotrof. Može, na primjer, rasti oksidacijom ugljičnog monoksida CO bez korištenja drugih izvora energije. Uz sve to, zna i kako da fiksira atmosferski azot. Odnosno, to je veoma svestran organizam.

Imuni sistem pogrešno smatra mitohondrije bakterijama. Kada oštećeni mitohondriji uđu u krvotok tijekom ozljede, oslobađaju karakteristične molekule koje se nalaze samo u bakterijama i mitohondrijima (kružna DNK bakterijskog tipa i proteini koji na jednom od svojih krajeva nose posebnu modificiranu aminokiselinu formilmetionin). To je zbog činjenice da je aparat za sintezu proteina u mitohondrijima ostao isti kao u bakterijama. Ćelije imunog sistema - neutrofili - reaguju na ove mitohondrijske supstance na isti način kao i na bakterijske, a uz pomoć istih receptora. Ovo je najjasnija potvrda bakterijske prirode mitohondrija.

Glavna funkcija mitohondrija je disanje kiseonika. Najvjerovatnije je poticaj za povezivanje anaerobnog pretka jezgra i citoplazme s "protomitohondrijama" bila potreba da se zaštite od toksičnog djelovanja kisika.

Odakle su bakterije, uključujući alfaproteobakterije, dobile molekularne sisteme neophodne za disanje kiseonika? Čini se da su bili zasnovani na molekularnim sistemima fotosinteze. Lanac transporta elektrona, koji je nastao u bakterijama kao dio fotosintetskog aparata, prilagođen je disanju kisika. Kod nekih bakterija, dijelovi transportnih lanaca elektrona još uvijek se koriste istovremeno i u fotosintezi i u disanju. Najvjerovatnije su preci mitohondrija bili aerobne heterotrofne alfa-proteobakterije, koje su, zauzvrat, potekle od fotosintetskih alfa-proteobakterija, kao što je rodospirillum.

Broj uobičajenih i jedinstvenih proteinskih domena kod arheja, bakterija i eukariota. Proteinski domen je dio proteinske molekule koji ima specifičnu funkciju i karakterističnu strukturu, odnosno niz aminokiselina. Svaki protein, po pravilu, sadrži jednu ili više ovih strukturnih i funkcionalnih jedinica, odnosno domena.

4,5 hiljada proteinskih domena koje eukarioti imaju mogu se podijeliti u 4 grupe: 1) dostupni samo eukariotima, 2) zajednički za sva tri nadkraljevstva, 3) zajednički eukariotima i bakterijama, ali ih nema kod arheja; 4) zajednički za eukariote i arheje, ali ga nema kod bakterija. Razmotrit ćemo posljednje dvije grupe (naglašene su na slici), jer se za ove proteine ​​može sa sigurnošću govoriti o njihovom porijeklu: bakterijskom ili arheološkom.

Ključna stvar je da eukariotski domeni, za koje se smatra da su naslijeđeni od bakterija i od arheja, imaju značajno različite funkcije. Domeni naslijeđeni od arheja (njihov funkcionalni spektar je prikazan na lijevom grafikonu) igraju ključnu ulogu u životu eukariotske ćelije. Među njima dominiraju domeni povezani sa skladištenjem, reprodukcijom, organizacijom i čitanjem genetskih informacija. Većina "arhealnih" domena pripada onim funkcionalnim grupama unutar kojih se horizontalna izmjena gena kod prokariota najrjeđe događa. Očigledno, eukarioti su ovaj kompleks primili direktnim (vertikalnim) nasljeđem od arheja.

Među domenima bakterijskog porijekla postoje i proteini povezani s informacijskim procesima, ali ih je malo. Većina njih radi samo u mitohondrijima ili plastidima. Eukariotski ribozomi citoplazme su arhealnog porijekla, ribozomi mitohondrija i plastida su bakterijskog porijekla.

Među bakterijskim domenima eukariota mnogo je veći udio proteina koji reguliraju signale. Od bakterija, eukarioti su naslijedili mnoge proteine ​​odgovorne za mehanizme ćelijskog odgovora na faktore okoline. I također - mnogi proteini povezani s metabolizmom (za više detalja, pogledajte Poglavlje 3, "Rađanje složenosti").

Eukarioti imaju:

Arhejsko "jezgro" (mehanizmi za rad sa genetskim informacijama i sintezom proteina)

Bakterijska "periferija" (metabolizam i sistemi regulacije signala)

· Najjednostavniji scenario: ARHEJA je progutala BAKTERIJE (preci mitohondrija i plastida) i od njih stekla sve svoje bakterijske karakteristike.

· Ovaj scenario je previše jednostavan jer eukarioti imaju mnogo bakterijskih proteina koji nisu mogli biti posuđeni od predaka mitohondrija ili plastida.

Eukarioti imaju mnogo "bakterijskih" domena koji nisu karakteristični ni za cijanobakterije (preci plastida) ni za alfaproteobakterije (preci mitohondrija). Dobiveni su od nekih drugih bakterija.

Ptice i dinosaurusi. Rekonstrukcija protoeukariota je teška. Jasno je da je grupa drevnih prokariota od kojih je nastalo jezgro i citoplazma imala niz jedinstvenih osobina koje prokarioti koji su preživjeli do danas nemaju. A kada pokušamo da rekonstruišemo izgled ovog pretka, suočeni smo sa činjenicom da se prostor za hipoteze pokazuje prevelikim.

Analogija. Poznato je da su ptice potekle od dinosaurusa, i to ne od nekih nepoznatih dinosaura, već iz vrlo specifične grupe - dinosaura maniraptora, koji pripadaju teropodima, a teropodi su, zauzvrat, jedna od grupa dinosaura guštera. Pronađeni su mnogi prijelazni oblici između dinosaura koji ne lete i ptica.

Ali šta bismo mogli reći o precima ptica da nije bilo fosilnih zapisa? U najboljem slučaju saznali bismo da su najbliži rođaci ptica krokodili. Ali možemo li ponovo stvoriti izgled direktnih predaka ptica, odnosno dinosaurusa? Teško. Ali upravo se u tom položaju nalazimo kada pokušavamo da vratimo izgled pretka jezgra i citoplazme. Jasno je da se radilo o grupi nekih prokariotskih dinosaurusa, izumrle grupe koja, za razliku od pravih dinosaura, nije ostavila jasne tragove u geološkom zapisu. Moderne arheje su za eukariote ono što su moderni krokodili za ptice. Pokušajte rekonstruirati strukturu dinosaura poznavajući samo ptice i krokodile.

Argument u prilog činjenici da su mnogi mikrobi živjeli u prekambriju, ne slični sadašnjim. Proterozojski stromatoliti bili su mnogo složeniji i raznovrsniji od modernih. Stromatoliti su proizvod vitalne aktivnosti mikrobnih zajednica. Ne znači li to da su proterozojski mikrobi također bili raznovrsniji od modernih, te da mnoge grupe proterozojskih mikroba jednostavno nisu opstale do danas?

Zajednica predaka eukariota i porijeklo eukariotske ćelije (mogući scenario)

Hipotetska "zajednica predaka" je tipična bakterijska prostirka, samo što su u njenom gornjem dijelu živjeli preci cijanobakterija, koje još nisu prešle na oksigensku fotosintezu. Bavili su se anoksigenom fotosintezom, a donor elektrona nije bila voda, već vodonik sulfid. Sumpor i sulfati su izolirani kao nusproizvodi.

Drugi sloj su naseljavale ljubičaste fotosintetske bakterije, uključujući alfaproteobakterije, pretke mitohondrija. Ljubičaste bakterije koriste svjetlost duge talasne dužine (crvenu i infracrvenu). Ovi valovi imaju najbolju prodornu moć. Ljubičaste bakterije i dalje često žive ispod sloja cijanobakterija. Ljubičaste alfaproteobakterije također koriste vodonik sulfid kao donora elektrona.

U trećem sloju bile su fermentirajuće bakterije koje su prerađivale organsku materiju; neki od njih ispuštaju vodonik kao otpad. Time je stvorena baza za bakterije koje redukuju sulfat. Mogu postojati i metanogene arheje. Među arheama koje su ovdje živjele bile su preci jezgra i citoplazme.

Krizni događaji počeli su prelaskom cijanobakterija na fotosintezu kiseonika. Kao donor elektrona, cijanobakterije su počele koristiti običnu vodu umjesto vodonik sulfida. To je otvorilo velike mogućnosti, ali je imalo i negativne posljedice. Umjesto sumpora i sulfata, tokom fotosinteze počeo se oslobađati kisik - supstanca koja je izuzetno toksična za sve drevne stanovnike Zemlje.

Prvi koji su naišli na ovaj otrov bili su njegovi proizvođači, cijanobakterije. Oni su vjerovatno bili prvi koji su razvili sredstva zaštite od toga. Lanci transporta elektrona koji su služili za fotosintezu su modifikovani i počeli da služe za aerobno disanje. Prvobitna svrha, očigledno, nije bila dobivanje energije, već samo neutralizacija kisika.

Ubrzo su stanovnici drugog sloja zajednice - ljubičaste bakterije - morali razviti slične odbrambene sisteme. Baš kao i cijanobakterije, razvili su aerobne sisteme disanja zasnovane na fotosintetskim sistemima. Ljubičaste alfaproteobakterije su razvile najsavršeniji respiratorni lanac, koji sada funkcioniše u mitohondrijima eukariota.

U trećem sloju zajednice pojava slobodnog kiseonika mora da je izazvala krizu. Metanogeni i mnogi reduktori sulfata koriste molekularni vodik uz pomoć enzima hidrogenaze. Takvi mikrobi ne mogu živjeti u aerobnim uvjetima jer kisik inhibira hidrogenazu. Mnoge bakterije koje proizvode vodonik, zauzvrat, ne rastu u okruženju u kojem nema mikroorganizama koji ga koriste. Od fermentora, zajednica je očigledno zadržala oblike koji emituju niskoorganska jedinjenja (piruvat, laktat, acetat, itd.) kao krajnje proizvode. Ovi fermentori su razvili vlastita sredstva zaštite od kisika, manje učinkovita. Među preživjelima bile su arheje - preci jezgra i citoplazme.

Možda se u ovom trenutku krize dogodio ključni događaj - slabljenje genetske izolacije kod predaka eukariota i početak aktivnog posuđivanja stranih gena. Protoeukarioti su inkorporirali gene različitih fermentora sve dok sami nisu postali mikroaerofilni fermentori, fermentirajući ugljikohidrate u piruvat i mliječnu kiselinu.

Stanovnici trećeg sloja - preci eukariota - sada su bili u direktnom kontaktu sa novim stanovnicima drugog sloja - aerobnim alfaproteobakterijama, koje su naučile da koriste kiseonik za energiju. Metabolizam protoeukariota i alfaproteobakterija postao je komplementaran, što je stvorilo preduslove za simbiozu. I sama lokacija alfaproteobakterija u zajednici (između gornjeg sloja koji oslobađa kisik i donjeg sloja) predodredila je njihovu ulogu “branitelja” eukariotskih predaka od viška kisika.

Vjerovatno je da su protoeukarioti progutali i stekli mnogo različitih bakterija kao endosimbionte. Eksperimenti ove vrste se još uvijek odvijaju na jednoćelijskim eukariotima, koji imaju veliki izbor intracelularnih simbionta. Od ovih eksperimenata, najuspješnijim se pokazao savez s aerobnim alfaproteobakterijama.

Svi organizmi na našoj planeti se sastoje od ćelija. Ćelije se obično dijele na eukariote i prokariote.

eukarioti

Prvo morate definisati šta su eukarioti. Ako je ovaj izraz preveden s grčkog, onda se prevodi kao posjedovanje jezgra. Jezgra takvih organizama sadrži genetski kod. Takvi organizmi uključuju biljke, gljive i životinje.

Struktura eukariotske ćelije je različita u različitim organizmima. Eukariotska ćelija ima prilično složenu strukturu. Sve eukariotske ćelije se sastoje od jezgra i citoplazme.

Eukariotska ćelija ima membranu koja se zove plazmalema. Štiti ćeliju tako što selektivno dopušta određenim tvarima da uđu u ćeliju. Iznutra se nalazi u blizini citoplazme. U citoplazmi se pohranjuju različite supstance. Ćelija ima endoplazmatski retikulum, koji potiče cirkulaciju tvari kroz ćeliju, kao i njihov prijenos iz jedne ćelije u drugu. Ribosomi, koji se takođe nalaze u ćeliji, odgovorni su za sintezu proteina. Osim toga, stanica može sadržavati Golgijev kompleks, mitohondrije, lizozome, centriole. Ćelijsko jezgro sadrži DNK i odgovorno je za metabolizam. Prekriven je posebnom membranom, uz pomoć koje se odvija metabolizam između jezgre i citoplazme.

Razmotrivši strukturu eukariota, postaje jasno šta su eukarioti i da ne mogu postojati bez jezgra. Eukariotske ćelije su ili mononuklearne ili multinuklearne. Jedro može imati različite oblike, ovisno o obliku same ćelije.

Koja je razlika između eukariota i prokariota

Prokarioti su organizmi koji žive u ćelijama koje nemaju jezgro. Odsustvo jezgra je glavna razlika između prokariota i eukariota. Bakterije su primjeri prokariota.

Eukarioti i prokarioti se također razlikuju po veličini i volumenu. Eukarioti su mnogo veći od prokariota. Eukarioti su obično višećelijski organizmi, dok su prokarioti jednoćelijski. Prokarioti se razmnožavaju jednostavnom diobom stanica na pola, dok eukarioti imaju složeniji mehanizam reprodukcije. Eukariotska DNK se nalazi u jezgru, a prokarioti u citoplazmi.

Na Zemlji postoje samo dvije vrste organizama: eukarioti i prokarioti. Oni se uvelike razlikuju po svojoj strukturi, poreklu i evolucionom razvoju, o čemu će biti reči u nastavku.

U kontaktu sa

Znakovi prokariotske ćelije

Prokarioti se inače nazivaju prednuklearnim. Prokariotska ćelija nema druge organele koje imaju membranski omotač (endoplazmatski retikulum, Golgijev kompleks).

Takođe imaju sledeće karakteristike:

  1. bez ljuske i ne stvara veze sa proteinima. Informacije se prenose i čitaju neprekidno.
  2. Svi prokarioti su haploidni organizmi.
  3. Enzimi se nalaze u slobodnom stanju (difuzno).
  4. Imaju sposobnost sporulacije u nepovoljnim uslovima.
  5. Prisustvo plazmida - malih ekstrahromozomskih DNK molekula. Njihova funkcija je prijenos genetskih informacija, povećavajući otpornost na mnoge agresivne faktore.
  6. Prisutnost flagella i pili - vanjskih proteinskih formacija neophodnih za kretanje.
  7. Gasne vakuole su šupljine. Zbog njih se tijelo može kretati u vodenom stupcu.
  8. Stanični zid prokariota (posebno bakterija) sastoji se od mureina.
  9. Glavne metode dobivanja energije kod prokariota su kemo- i fotosinteza.

To uključuje bakterije i arheje. Primjeri prokariota: spirohete, proteobakterije, cijanobakterije, krenarheoti.

Pažnja! Unatoč činjenici da prokarioti nemaju jezgro, oni imaju svoj ekvivalent - nukleoid (kružni DNK molekul lišen ljuske) i slobodnu DNK u obliku plazmida.

Struktura prokariotske ćelije

bakterije

Predstavnici ovog kraljevstva spadaju među najstarije stanovnike Zemlje i imaju visoku stopu preživljavanja u ekstremnim uslovima.

Postoje gram-pozitivne i gram-negativne bakterije. Njihova glavna razlika leži u strukturi stanične membrane. Gram-pozitivni imaju deblju ljusku, do 80% se sastoji od mureinske baze, kao i polisaharida i polipeptida. Kada se boje po Gramu daju ljubičastu boju. Većina ovih bakterija su patogeni. Gram-negativne imaju tanji zid, koji je od membrane odvojen periplazmatskim prostorom. Međutim, takva školjka ima povećanu snagu i mnogo je otpornija na djelovanje antitijela.

Bakterije igraju veoma važnu ulogu u prirodi:

  1. Cijanobakterije (plavo-zelene alge) pomažu u održavanju odgovarajućeg nivoa kiseonika u atmosferi. Oni čine više od polovine ukupnog O2 na Zemlji.
  2. Oni doprinose razgradnji organskih ostataka, učestvujući u kruženju svih supstanci, učestvuju u formiranju tla.
  3. Fiksatori dušika na korijenu mahunarki.
  4. Oni pročišćavaju vodu od otpada, na primjer, metalurške industrije.
  5. Oni su dio mikroflore živih organizama, pomažući da se nutrijenti apsorbiraju što je više moguće.
  6. Koriste se u prehrambenoj industriji za fermentaciju.Tako se dobijaju sirevi, svježi sir, alkohol, tijesto.

Pažnja! Pored pozitivne vrijednosti, bakterije imaju i negativnu ulogu. Mnogi od njih uzrokuju smrtonosne bolesti kao što su kolera, trbušni tifus, sifilis i tuberkuloza.

bakterije

Archaea

Ranije su se kombinirali s bakterijama u jedinstveno kraljevstvo Drobyanok. Međutim, s vremenom je postalo jasno da arheje imaju svoj individualni evolucijski put i da se vrlo razlikuju od drugih mikroorganizama po svom biohemijskom sastavu i metabolizmu. Razlikuje se do 5 tipova, a najviše proučavani su Euryarchaeotes i Crenarchaeotes. Arhejske karakteristike su:

  • većina njih su kemoautotrofi - sintetiziraju organske tvari iz ugljičnog dioksida, šećera, amonijaka, iona metala i vodika;
  • igraju ključnu ulogu u ciklusu dušika i ugljika;
  • učestvuju u probavi kod ljudi i mnogih preživara;
  • imaju stabilniju i izdržljiviju membranu zbog prisustva eterskih veza u glicerol-eter lipidima. Ovo omogućava arheama da žive u visoko alkalnim ili kiselim sredinama, kao iu uslovima visokih temperatura;
  • ćelijski zid, za razliku od bakterija, ne sadrži peptidoglikan i sastoji se od pseudomureina.

Struktura eukariota

Eukarioti su carstvo organizama čije ćelije sadrže jezgro. Osim arhea i bakterija, sva živa bića na Zemlji su eukarioti (na primjer, biljke, protozoe, životinje). Ćelije se mogu jako razlikovati po svom obliku, strukturi, veličini i funkciji. Unatoč tome, slični su u osnovama života, metabolizmu, rastu, razvoju, sposobnosti iritacije i varijabilnosti.

Eukariotske ćelije mogu biti stotine ili hiljade puta veće od prokariotskih ćelija. Uključuju jezgro i citoplazmu s brojnim membranskim i nemembranskim organelama. Membrana uključuje: endoplazmatski retikulum, lizozome, Golgijev kompleks, mitohondrije,. Nemembranski: ribozomi, ćelijski centar, mikrotubule, mikrofilamenti.

Struktura eukariota

Hajde da uporedimo eukariotske ćelije iz različitih kraljevstava.

Carstva eukariota uključuju:

  • protozoa. Heterotrofi, neki sposobni za fotosintezu (alge). Razmnožavaju se aseksualno, seksualno i na jednostavan način u dva dijela. Većina nema ćelijski zid;
  • biljke. Oni su proizvođači, glavni način dobivanja energije je fotosinteza. Većina biljaka je nepokretna i razmnožava se aseksualno, spolno i vegetativno. Ćelijski zid se sastoji od celuloze;
  • pečurke. Višećelijski. Razlikujte niže i više. Oni su heterotrofni organizmi i ne mogu se kretati samostalno. Razmnožavaju se aseksualno, spolno i vegetativno. Pohranjuju glikogen i imaju jak hitin ćelijski zid;
  • životinje. Postoji 10 vrsta: spužve, crvi, člankonošci, bodljikaši, hordati i drugi. Oni su heterotrofni organizmi. Sposoban za samostalno kretanje. Glavna supstanca za skladištenje je glikogen. Ćelijski zid se sastoji od hitina, baš kao i kod gljiva. Glavni način razmnožavanja je seksualni.

Tabela: Uporedne karakteristike biljnih i životinjskih ćelija

Struktura biljna ćelija kavez za životinje
ćelijski zid Celuloza Sastoji se od glikokaliksa - tankog sloja proteina, ugljikohidrata i lipida.
Osnovna lokacija Smješten bliže zidu Smješten u centralnom dijelu
Cell Center Isključivo u nižim algama Present
Vakuole Sadrži ćelijski sok Kontraktilni i digestivni.
Rezervna supstanca Škrob Glikogen
plastidi Tri vrste: hloroplasti, hromoplasti, leukoplasti Nedostaje
Ishrana autotrofna heterotrofna

Poređenje prokariota i eukariota

Strukturne karakteristike prokariotskih i eukariotskih ćelija su značajne, ali jedna od glavnih razlika odnosi se na skladištenje genetskog materijala i način dobijanja energije.

Prokarioti i eukarioti fotosintetiziraju različito. Kod prokariota, ovaj proces se odvija na membranskim izraslinama (hromatoforima) složenim u odvojene hrpe. Bakterije nemaju fotosistem fluora, pa ne oslobađaju kiseonik, za razliku od plavo-zelenih algi koje ga formiraju tokom fotolize. Izvori vodonika kod prokariota su sumporovodik, H2, razne organske supstance i voda. Glavni pigmenti su bakteriohlorofil (u bakterijama), hlorofil i fikobilini (u cijanobakterijama).

Od svih eukariota, samo biljke su sposobne za fotosintezu. Imaju posebne formacije - hloroplaste koji sadrže membrane položene u granu ili lamele. Prisustvo fotosistema II omogućava oslobađanje kiseonika u atmosferu tokom procesa fotolize vode. Jedini izvor molekula vodonika je voda. Glavni pigment je hlorofil, a fikobilini su prisutni samo u crvenim algama.

Glavne razlike i karakteristične karakteristike prokariota i eukariota prikazane su u donjoj tabeli.

Tabela: Sličnosti i razlike između prokariota i eukariota

Poređenje prokarioti eukarioti
Vrijeme pojavljivanja Preko 3,5 milijardi godina Oko 1,2 milijarde godina
Veličine ćelija Do 10 µm 10 do 100 µm
Kapsula Jedi. Obavlja zaštitnu funkciju. Povezano sa ćelijskim zidom Odsutan
plazma membrana Jedi Jedi
ćelijski zid Sastoji se od pektina ili mureina Ima i drugih osim životinja
hromozomi Umjesto toga, kružni DNK. Translacija i transkripcija se odvijaju u citoplazmi. Linearni DNK molekuli. Translacija se odvija u citoplazmi, dok se transkripcija odvija u jezgru.
Ribosomi Mali tip 70S. Nalazi se u citoplazmi. Veliki 80S-tip, može se pričvrstiti na endoplazmatski retikulum, koji se nalazi u plastidima i mitohondrijima.
membranska organela Nema. Postoje izrasline membrane - mezozomi Postoje: mitohondrije, Golgijev kompleks, ćelijski centar, EPS
Citoplazma Jedi Jedi
Nedostaje Jedi
Vakuole Gas (aerozomi) Jedi
Hloroplasti Nema. Fotosinteza se odvija u bakteriohlorofilima Prisutan samo u biljkama
Plazmidi Jedi Nedostaje
Core Odsutan Jedi
Mikrofilamenti i mikrotubule. Nedostaje Jedi
Metode podjele Konstrikcija, pupanje, konjugacija Mitoza, mejoza
Interakcija ili kontakti Nedostaje Plazmodezma, dezmozomi ili septa
Vrste ishrane ćelija fotoautotrofni, fotoheterotrofni, hemoautotrofni, hemoheterotrofni Fototrofična (kod biljaka) endocitoza i fagocitoza (kod drugih)

Razlike između prokariota i eukariota

Sličnosti i razlike između prokariotskih i eukariotskih ćelija

Zaključak

Poređenje prokariotskog i eukariotskog organizma prilično je naporan proces koji zahtijeva razmatranje mnogih nijansi. Oni imaju mnogo zajedničkog jedni s drugima u smislu strukture, tekućih procesa i svojstava svih živih bića. Razlike su u funkcijama koje se obavljaju, načinu ishrane i unutrašnjoj organizaciji. Oni koji su zainteresovani za ovu temu mogu koristiti ove informacije.

Bakterije su prenuklearni jednoćelijski mikroorganizmi prokarioti, odnosno nedostaje im nuklearna proteinska ljuska - ambalaža za DNK. Također, njihova struktura je pojednostavljena u odnosu na životinjske i biljne ćelije. Glavna vrsta prehrane je fotosinteza (koristeći svjetlosnu energiju) ili kemosinteza (oksidacija tvari). Prokarioti takođe uključuju arheje, plavo-zelene alge.

Eukarioti su carstvo živih organizama čije ćelije imaju jezgro, a njihova ljuska je jasno definisana. Sa grčkog, termin se prevodi kao "dobro jezgro", zbog čega je i odabran ovaj naziv.

Biljke, životinje, gljive, protozoe, organizmi nalik gljivama, sluzave plijesni i alge pripadaju ovom carstvu.

Postoji teorija da je drevnu cijanobakteriju prije oko 2,5 milijardi godina uhvatila stanica - preteča eukariota, što je dovelo do pojave potpuno novih mikroorganizama. Neke pojedinačne eukariotske organele (na primjer, mitohondrije i plastidi) su po strukturi i životnim karakteristikama vrlo slične bakterijama. Također se razmnožavaju diobom, imaju vlastiti genetski aparat.

Od bakterija (prokariota) i arheja, glavna razlika između eukariota je lokacija genetskog aparata okruženog dvostrukom membranom, zaštićenom snažnom ljuskom jezgra. Postoje višejezgarni organizmi. Imaju linearnu DNK povezanu sa histonima, proteinima u koje su lanci upakovani. U bakterijama je DNK kružna, nije vezana histonima.

Ćelija ima desetine trajnih struktura - svojih organela koje osiguravaju vitalnu aktivnost, od kojih je svaka odvojena jednom ili više membrana. Ovo je prilično rijetko kod prokariota.

Prisutnost plastida, koji se mogu sastojati od 4 membrane, također značajno razlikuje prokariote od eukariota. Plastidi su okruženi vanjskom i unutrašnjom membranom i obavljaju:

  • funkcije fotosinteze
  • sinteza aminokiselina, purina, apscizinske kiseline i drugih važnih spojeva.

Plastidi obezbeđuju rezerve lipida, skroba i gvožđa.

Eukarioti su hiljadama puta veći od prokariota. Zato im je potrebno da konzumiraju velike količine proteina kao hranu da bi ostali živi. To je dovelo do pojave predatorskih organizama.

Strukturne karakteristike

Standardna ćelija se sastoji od sljedećih struktura:

  • jezgro,
  • ribosom,
  • vezikula,
  • grubi endoplazmatski retikulum
  • golgijev aparat,
  • glatki endoplazmatski retikulum
  • mitohondrije,
  • vakuola,
  • hijaloplazma,
  • lizozom,
  • centrosom,
  • melanosom,
  • cilije, flagele,
  • ćelijski zid.

Jezgro sadrži nukleolus, koji nema membranu. To je jasno vidljivo pod elektronskim mikroskopom. Sinteza RNK se odvija u nukleolu. Jezgro osigurava skladištenje DNK - nasljedne informacije, njen prijenos, implementaciju, reprodukciju.

Ribosom, kao organoid, ima oblik kugle, vrši translaciju (sintezu proteina iz aminokiselina). Ribosomi su veliki i mali.

struktura eukariotske ćelije

Vezikula je mali organoid odvojen membranom koja formira unutarćelijsku vrećicu za transport ili pretvaranje hranjivih tvari, skladištenje enzima.

Grubi (granularni) endoplazmatski retikulum sastoji se od grana, koje karakterizira prisustvo mjehurića, tubula i šupljina. Okružena je membranom. Njegova površina sadrži ribozome koji sintetiziraju proteine.

Golgijev aparat je struktura koja se sastoji od membrana i "rezervoara" koja pomaže u uklanjanju tvari iz granularnog endoplazmatskog retikuluma. Po izgledu podsjeća na cijevi sakupljene u hrpe. Sazrijevanje proteina se odvija u rezervoarima, svaki dio sadrži svoj skup enzima. Vezikule, odvajajući se od retikuluma, kontinuirano se pridružuju Golgijevom aparatu. Kada je protein spreman za kretanje, vezikule se odvajaju i isporučuju do željene organele. Golgijev aparat sortira supstance, šaljući neke od njih u plazma membranu, druge u lizozome.

Glatki (agranularni) endoplazmatski retikulum nema ribozome. Odgovoran za metaboličke procese. Obavlja sintezu lipida, masnih kiselina, steroida. Tkiva jetre i nadbubrežne žlijezde sastoje se od glatkog endoplazmatskog retikuluma.

Mitohondrije su organele koje oksidiraju organska jedinjenja, koristeći energiju kako bi osigurali život cijelog organizma. Mogu varirati u obliku, količina sadržana u jednoj ćeliji može varirati od jedne mitohondrije do stotina hiljada. Sadrži kružni spiralni DNK molekul.

Vakuole se razvijaju iz membranskih vezikula. Nemaju ih svi eukarioti. Oni obavljaju funkciju akumulacije vode, uklanjanja produkata raspadanja. Probavne su, pulsirajuće.

Hijaloplazma je intracelularna tečnost.

Lizozom je organela, vrsta vezikula okružena membranom, koja sadrži enzime. Obavlja funkciju varenja molekula putem sekrecije. Prokarioti nemaju lizozome.

Centrosom regulira procese diobe stanica, formiranje tubula, budući da je nemembranski organoid. Učestvuje u formiranju flagela, cilija.

Melanosom je prisutan kod životinja, sadrži pigmente koji apsorbiraju svjetlost, posebno melanin.

Cilije su tanke dlačice na površini ćelijskog zida, prekrivene membranom, koje su receptori. Ima ih u trepavicama, sunđerima, cilijarnim crvima. Imaju epitelne ćelije creva, respiratorni trakt - bronhije, moždane komore, Eustahijevu tubu.

Flagele se mogu naći i kod prokariota. Kod bakterija su mnogo tanji, kraći i ne mogu se savijati. Eukariotske bičeve su duže od cilija, iako su im slične strukture. Kod arhebakterija su flagele nešto tanje i razlikuju se po strukturi.

ćelijski zid, prije svega, pruža zaštitu svih unutrašnjih struktura od vanjskih faktora, a također vrši transport tvari. Sastoji se od mureina, čija struktura utiče na stepen bojenja prema Gram metodi. Neke bakterije, alge, gljive, arheje takođe imaju ćelijski zid. Također, bakterije mogu formirati kapsulu - mukoznu strukturu polisaharida, veliku količinu vode oko zida.

Život i ishrana eukariota

Životni ciklus eukariota podijeljen je u dvije uzastopne faze:

  • haplofaza,
  • diplofaza.

Dvije haploidne (sa jednim setom hromozoma) ćelije i njihova jezgra spajaju se u jednu zajedničku ćeliju sa dva (diploidna) seta hromozoma. Nakon nekog vremena, stanice ponovo postaju haloploidne, dijele se. Ova metoda je potpuno nekarakteristična za prokariote.

Razlika između bakterija, arheja i eukariota je u sposobnosti potonjih da endocitozu – da zarobe druge ćelije i stave ih u posebne vrećice (vezikule), u kojima se hrana fermentacijom „probavlja“ do konzistencije koja može prodrijeti kroz ćelijsku membranu.

Neki su sposobni za fagocitozu (grčki za "proždiranje"). Oni mogu uhvatiti čvrste čestice (viruse, bakterije), probaviti ih i tako osigurati ishranu.

Eukarioti su takođe u stanju da apsorbuju tečnost. Pinocitoza je sposobnost svih eukariotskih ćelija da apsorbuju molekule vode i druge tečne supstance, zadovoljavajući svoju potrebu za pićem.

Značajke strukture, razlika u tijeku procesa odgovornih za vitalnu aktivnost stanica, kao i veličina, prisutnost organa koji obavljaju određene funkcije - sve to značajno razlikuje eukariote od bakterija. Zato nisu bakterije, već zasebna vrsta mikroorganizama.

Radim kao veterinar. Volim balski ples, sport i jogu. Dajem prioritet ličnom razvoju i razvoju duhovnih praksi. Omiljene teme: veterina, biologija, konstrukcija, popravka, putovanja. Tabu: jurisprudencija, politika, IT-tehnologije i kompjuterske igrice.