Kas yra eukariotai ir prokariotai: lyginamosios skirtingų karalysčių ląstelių charakteristikos. Eukariotai Kas yra eukariotai

kurios turi šerdį. Beveik visi organizmai yra eukariotai, išskyrus bakterijas (virusai priklauso atskirai kategorijai, kurią ne visi biologai išskiria kaip gyvų būtybių kategoriją). Eukariotai yra augalai, gyvūnai, grybai ir tokių gyvų organizmų kaip gleivinės formos. Eukariotai skirstomi į vienaląsčiai organizmai ir daugialąsčių, tačiau ląstelių sandaros principas visoms vienodas.

Manoma, kad pirmieji eukariotai atsirado maždaug prieš 2 milijardus metų ir išsivystė daugiausia dėl simbiogenezė- eukariotinių ląstelių ir bakterijų, kurias šios ląstelės absorbavo, sąveika fagocitozė.

eukariotinės ląstelės turi labai didelį dydį, ypač palyginti su prokariotais. Eukariotų ląstelėje yra apie dešimt organelių, kurių dauguma yra atskirtos membranomis nuo citoplazmos, o prokariotuose to nėra. Eukariotai taip pat turi branduolį, apie kurį jau kalbėjome. Tai ląstelės dalis, kurią nuo citoplazmos skiria dviguba membrana. Būtent šioje ląstelės dalyje yra chromosomose esanti DNR. Ląstelės dažniausiai yra vienabranduolinės, tačiau kartais randama ir daugiabranduolių.

eukariotų karalystes.

Yra keletas eukariotų padalijimo variantų. Iš pradžių visi gyvi organizmai buvo skirstomi tik į augalus ir gyvūnus. Vėliau buvo nustatyta grybų karalystė, kuri labai skiriasi nuo pirmosios ir antrosios. Dar vėliau pradėti izoliuoti gleivių pelėsiai.

gleivinės formos yra polifilinė organizmų grupė, kurią kai kurie nurodo paprasčiausias, tačiau galutinė šių organizmų klasifikacija nėra iki galo įslaptinta. Viename iš vystymosi etapų šie organizmai turi plazmodinę formą - tai gleivinė medžiaga, neturinti skaidrių kietų dangų. Apskritai, gleivinės formos atrodo kaip viena daugiabranduolė ląstelė, kuris matomas plika akimi.

Sporuliacija susijusi su gleivinės pelėsių grybais, kurie sudygsta su zoosporomis, iš kurių vėliau išsivysto plazmodis.

Gleivinės formos yra heterotrofai galintis valgyti vizualiai, tai yra įsisavinti maistines medžiagas tiesiai per membraną arba endocitozės būdu – paimti pūsleles su maistinėmis medžiagomis viduje. Gleiviniai pelėsiai apima akraziją, miksomicetus, labirintus ir plazmodioforus.

Prokariotų ir eukariotų skirtumai.

Pagrindinis skirtumas prokariotai o eukariotai yra tai, kad prokariotai neturi gerai susiformavusio branduolio, atskirto nuo citoplazmos membrana. Prokariotuose žiedinė DNR yra citoplazmoje, o vieta, kurioje yra DNR, vadinama nukleoidu.

Papildomi eukariotų skirtumai.

1. Iš organelių prokariotai turi tik ribosomos 70S (mažas), o eukariotai turi ne tik dideles 80S ribosomas, bet ir daug kitų organelių.
2. Kadangi prokariotai neturi branduolio, jie dalijasi dalindamiesi į du – ne padedami mejozė/mitozė.
3. Eukariotai turi histonų, kurių neturi bakterijos. Eukariotų chromatine yra 1/3 DNR ir 2/3 baltymų, prokariotuose yra atvirkščiai.
4. Eukariotinės ląstelės tūris yra 1000 kartų didesnis, o skersmuo 10 kartų didesnis nei prokariotinės ląstelės.

Eukariotų atsiradimas yra svarbus įvykis. Ji pakeitė biosferos struktūrą ir atvėrė iš esmės naujas progresyvios evoliucijos galimybes. Eukariotinė ląstelė yra ilgos prokariotų pasaulio, pasaulio, kuriame įvairūs mikrobai prisitaikė vienas prie kito ir ieškojo būdų, kaip veiksmingai bendradarbiauti, evoliucijos rezultatas.

laiko juostos kontūras (pakartojimas)

Fotosintetinis prokariotų kompleksas Chlorochromatium aggregatum.

Eukariotai atsirado dėl kelių rūšių prokariotų simbiozės. Prokariotai apskritai yra gana linkę į simbiozę (žr. 3 skyrių „Sudėtingumo gimimas“). Čia yra įdomi simbiotinė sistema, žinoma kaip Chlorochromatium aggregatum. Gyvena giliuose ežeruose, kur gylyje yra anoksinės sąlygos. Centrinis komponentas yra mobili heterotrofinė beta-proteobakterija. Aplink jį yra nuo 10 iki 60 fotosintetinių žaliosios sieros bakterijų. Visi komponentai yra sujungti centrinės bakterijos išorinės membranos ataugomis. Bendruomenės prasmė ta, kad mobiliosios beta-proteobakterijos visą kompaniją tempia į išrankioms sieros bakterijoms gyvybei palankias vietas, o sieros bakterijos užsiima fotosinteze ir aprūpina save bei beta-proteobakterijas maistu. Galbūt kai kurios senovinės maždaug tokio tipo mikrobų asociacijos buvo eukariotų protėviai.

Simbiogenezės teorija. Merežkovskis, Margulis. Mitochondrijos yra alfa-proteobakterijų palikuonys, plastidės yra cianobakterijų palikuonys. Sunkiau suprasti, kas buvo viso kito, tai yra, citoplazmos ir branduolio, protėvis. Eukariotų branduolys ir citoplazma sujungia archėjos ir bakterijų savybes, taip pat turi daug unikalių savybių.

Apie mitochondrijas. Galbūt tai buvo mitochondrijų (o ne branduolio) įsigijimas, kuris buvo pagrindinis eukariotų vystymosi momentas. Dauguma protėvių mitochondrijų genų buvo perkelti į branduolį, kur juos kontroliavo branduolinės reguliavimo sistemos. Šie mitochondrinės kilmės branduoliniai genai koduoja ne tik mitochondrijų baltymus, bet ir daugybę citoplazmoje veikiančių baltymų. Tai rodo, kad mitochondrijų simbiontas vaidino svarbesnį vaidmenį formuojant eukariotinę ląstelę, nei tikėtasi.

Dviejų skirtingų genomų sambūvis vienoje ląstelėje reikalavo sukurti veiksmingą jų reguliavimo sistemą. O norint efektyviai valdyti didelio genomo darbą, reikia išskirti genomą nuo citoplazmos, kurioje vyksta medžiagų apykaita ir tūkstančiai cheminių reakcijų. Branduolinis apvalkalas tiesiog atskiria genomą nuo turbulentinių citoplazmos cheminių procesų. Simbiontų (mitochondrijų) įgijimas galėtų tapti svarbiu stimulu vystytis branduolio ir genų reguliavimo sistemoms.

Tas pats pasakytina apie seksualinį dauginimąsi. Jūs galite gyventi be lytinio dauginimosi tol, kol jūsų genomas yra pakankamai mažas. Organizmai, turintys didelį genomą, bet neturintys lytinio dauginimosi, yra pasmerkti greitam išnykimui, išskyrus retas išimtis.

Alfaproteobakterijos – šiai grupei priklausė mitochondrijų protėviai.

Rhodospirillum yra nuostabus mikroorganizmas, galintis gyventi dėl fotosintezės, taip pat ir anaerobinėmis sąlygomis, ir kaip aerobinis heterotrofas, ir netgi kaip aerobinis chemoautotrofas. Pavyzdžiui, jis gali augti oksiduodamas anglies monoksidą CO nenaudojant jokių kitų energijos šaltinių. Be viso to, jis taip pat žino, kaip fiksuoti atmosferos azotą. Tai yra, tai labai universalus organizmas.

Imuninė sistema painioja mitochondrijas su bakterijomis. Pažeistos mitochondrijos, patekusios į kraują traumos metu, išskiria būdingas molekules, kurios randamos tik bakterijose ir mitochondrijose (bakterijų tipo žiedinė DNR ir baltymai, kurių viename galų yra speciali modifikuota aminorūgštis formilmetioninas). Taip yra dėl to, kad baltymų sintezės aparatas mitochondrijose išliko toks pat kaip ir bakterijose. Imuninės sistemos ląstelės – neutrofilai – į šias mitochondrijų medžiagas reaguoja taip pat, kaip ir į bakterines, ir tų pačių receptorių pagalba. Tai aiškiausias mitochondrijų bakterinės prigimties patvirtinimas.

Pagrindinė mitochondrijų funkcija yra deguonies kvėpavimas. Labiausiai tikėtina, kad anaerobinio branduolio ir citoplazmos protėvio susiejimo su „protomitochondrijomis“ stimulas buvo būtinybė apsisaugoti nuo toksinio deguonies poveikio.

Iš kur bakterijos, įskaitant alfaproteobakterijas, gavo deguonies kvėpavimui reikalingas molekulines sistemas? Atrodo, kad jie buvo pagrįsti molekulinėmis fotosintezės sistemomis. Elektronų transportavimo grandinė, kuri susidarė bakterijose kaip fotosintezės aparato dalis, buvo pritaikyta kvėpuoti deguonimi. Kai kuriose bakterijose elektronų transportavimo grandinių dalys vis dar naudojamos vienu metu tiek fotosintezei, tiek kvėpavimui. Labiausiai tikėtina, kad mitochondrijų protėviai buvo aerobinės heterotrofinės alfa-proteobakterijos, kurios, savo ruožtu, kilo iš fotosintetinių alfa-proteobakterijų, tokių kaip Rhodospirillum.

Bendrų ir unikalių baltymų domenų skaičius archėjose, bakterijose ir eukariotuose. Baltymų domenas yra baltymo molekulės dalis, turinti specifinę funkciją ir būdingą struktūrą, tai yra aminorūgščių seka. Kiekvienas baltymas, kaip taisyklė, turi vieną ar daugiau šių struktūrinių ir funkcinių vienetų arba domenų.

4,5 tūkstančio baltymų domenų, kuriuos turi eukariotai, galima suskirstyti į 4 grupes: 1) yra tik eukariotuose, 2) bendri visoms trims superkaralystėms, 3) bendri eukariotams ir bakterijoms, bet jų nėra archea; 4) būdingas eukariotams ir archėjoms, bet nėra bakterijose. Mes apsvarstysime paskutines dvi grupes (jos paryškintos paveiksle), nes apie šiuos baltymus galima gana tiksliai kalbėti apie jų kilmę: atitinkamai bakterinė arba archeinė.

Svarbiausia yra tai, kad eukariotų domenai, kurie, kaip manoma, yra paveldėti iš bakterijų ir iš archėjų, atlieka labai skirtingas funkcijas. Iš archajų paveldėti domenai (jų funkcinis spektras parodytas kairiajame grafike) vaidina pagrindinį vaidmenį eukariotinės ląstelės gyvenime. Tarp jų vyrauja sritys, susijusios su genetinės informacijos saugojimu, dauginimu, organizavimu ir skaitymu. Dauguma "archealinių" domenų priklauso toms funkcinėms grupėms, kuriose horizontalūs genų mainai prokariotuose vyksta rečiausiai. Matyt, eukariotai šį kompleksą gavo tiesioginio (vertikalaus) paveldėjimo būdu iš archėjų.

Tarp bakterinės kilmės sričių yra ir su informaciniais procesais susijusių baltymų, tačiau jų nedaug. Dauguma jų veikia tik mitochondrijose arba plastiduose. Citoplazmos eukariotinės ribosomos yra archealinės kilmės, mitochondrijų ir plastidų ribosomos – bakterinės.

Tarp eukariotų bakterijų sričių signalą reguliuojančių baltymų dalis yra daug didesnė. Iš bakterijų eukariotai paveldėjo daug baltymų, atsakingų už ląstelių atsako į aplinkos veiksnius mechanizmus. Taip pat – daug baltymų, susijusių su medžiagų apykaita (plačiau žr. 3 skyrių „Sudėtingumo gimimas“).

Eukariotai turi:

Archealinė „šerdis“ (darbo su genetine informacija ir baltymų sintezės mechanizmai)

Bakterijų „periferija“ (metabolizmo ir signalų reguliavimo sistemos)

· Paprasčiausias scenarijus: ARCHEIA prarijo BAKTERIJAS (mitochondrijų ir plastidžių protėvius) ir iš jų įgijo visas bakterines savybes.

· Šis scenarijus yra pernelyg paprastas, nes eukariotai turi daug bakterijų baltymų, kurie negalėjo būti pasiskolinti iš mitochondrijų ar plastidų protėvių.

Eukariotai turi daug „bakterijų“ domenų, kurie nėra būdingi nei cianobakterijoms (plastidų protėviams), nei alfaproteobakterijoms (mitochondrijų protėviams). Jie buvo gauti iš kai kurių kitų bakterijų.

Paukščiai ir dinozaurai. Protoeukariotus atkurti sunku. Akivaizdu, kad senovės prokariotų grupė, iš kurios atsirado branduolys ir citoplazma, turėjo nemažai unikalių savybių, kurių iki šių dienų išlikę prokariotai neturi. O kai bandome rekonstruoti šio protėvio išvaizdą, susiduriame su tuo, kad hipotezių erdvės pasirodo per didelės.

Analogija. Yra žinoma, kad paukščiai kilę iš dinozaurų, ir ne iš kažkokių nežinomų dinozaurų, o iš labai specifinės grupės – maniraptor dinozaurų, kurie priklauso teropodams, o teropodai savo ruožtu yra viena iš driežų dinozaurų grupių. Buvo rasta daug pereinamųjų formų tarp neskraidančių dinozaurų ir paukščių.

Bet ką galėtume pasakyti apie paukščių protėvius, jei nebūtų iškasenų? Geriausiu atveju sužinotume, kad artimiausi paukščių giminaičiai yra krokodilai. Bet ar galėtume atkurti tiesioginių paukščių protėvių, tai yra, dinozaurų, išvaizdą? Vargu ar. Bet kaip tik tokioje padėtyje atsiduriame, kai bandome atkurti branduolio ir citoplazmos protėvio išvaizdą. Akivaizdu, kad tai buvo kai kurių prokariotinių dinozaurų grupė, išnykusi grupė, kuri, skirtingai nei tikri dinozaurai, nepaliko ryškių pėdsakų geologiniuose įrašuose. Šiuolaikiniai archėjai eukariotams yra tokie, kaip šiuolaikiniai krokodilai paukščiams. Pabandykite atkurti dinozaurų struktūrą pažindami tik paukščius ir krokodilus.

Argumentas už tai, kad Prekambrijoje gyveno daug mikrobų, nepanašių į dabartinius. Proterozojaus stromatolitai buvo daug sudėtingesni ir įvairesni nei šiuolaikiniai. Stromatolitai yra mikrobų bendruomenių gyvybinės veiklos produktas. Ar tai nereiškia, kad proterozojaus mikrobai taip pat buvo įvairesni nei šiuolaikiniai, o daugelis proterozojaus mikrobų grupių tiesiog neišliko iki šių dienų?

Eukariotų protėvių bendruomenė ir eukariotinės ląstelės kilmė (galimas scenarijus)

Hipotetinė „protėvių bendruomenė“ yra tipiškas bakterijų kilimėlis, tik jo viršutinėje dalyje gyveno melsvadumblių protėviai, kurie dar nebuvo perėję į deguonies fotosintezę. Jie užsiėmė anoksigenine fotosinteze.Elektronų donoras buvo ne vanduo, o sieros vandenilis. Siera ir sulfatai buvo išskirti kaip šalutiniai produktai.

Antrajame sluoksnyje gyveno purpurinės fotosintetinės bakterijos, įskaitant alfaproteobakterijas, mitochondrijų protėvius. Violetinės bakterijos naudoja ilgos bangos šviesą (raudoną ir infraraudonąją). Šios bangos turi geriausią prasiskverbimo galią. Violetinės bakterijos vis dar dažnai gyvena po cianobakterijų sluoksniu. Violetinės alfaproteobakterijos taip pat naudoja vandenilio sulfidą kaip elektronų donorą.

Trečiame sluoksnyje buvo fermentuojančios bakterijos, kurios apdorojo organines medžiagas; kai kurie iš jų kaip atliekas išmetė vandenilį. Taip buvo sukurta bazė sulfatus redukuojančioms bakterijoms. Gali būti ir metanogeninių archėjų. Tarp čia gyvenusių archejų buvo branduolio ir citoplazmos protėviai.

Kriziniai įvykiai prasidėjo cianobakterijoms perėjus į deguonies fotosintezę. Būdamos elektronų donorės, cianobakterijos vietoj vandenilio sulfido pradėjo naudoti įprastą vandenį. Tai atvėrė puikias galimybes, bet turėjo ir neigiamų pasekmių. Vietoj sieros ir sulfatų fotosintezės metu pradėjo išsiskirti deguonis – medžiaga, kuri yra itin toksiška visiems senovės žemės gyventojams.

Pirmieji su šiais nuodais susidūrė jo gamintojai – melsvadumbliai. Jie bene pirmieji sukūrė apsaugos nuo jos priemones. Elektronų transportavimo grandinės, kurios tarnavo fotosintezei, buvo modifikuotos ir pradėjo tarnauti aerobiniam kvėpavimui. Pirminis tikslas, matyt, buvo ne gauti energijos, o tik neutralizuoti deguonį.

Netrukus ir antrojo bendruomenės sluoksnio – purpurinių bakterijų – gyventojai turėjo sukurti panašias gynybines sistemas. Kaip ir cianobakterijos, jos sukūrė aerobinio kvėpavimo sistemas, pagrįstas fotosintezės sistemomis. Būtent purpurinės alfaproteobakterijos sukūrė tobuliausią kvėpavimo grandinę, kuri dabar funkcionuoja eukariotų mitochondrijose.

Trečiame bendruomenės sluoksnyje laisvo deguonies atsiradimas turėjo sukelti krizę. Metanogenai ir daugelis sulfatų reduktorių naudoja molekulinį vandenilį padedami hidrogenazės fermentų. Tokie mikrobai negali gyventi aerobinėmis sąlygomis, nes deguonis slopina hidrogenazes. Daugelis bakterijų, gaminančių vandenilį, savo ruožtu neauga aplinkoje, kurioje nėra jį naudojančių mikroorganizmų. Iš fermentatorių bendruomenė, matyt, išlaikė formas, kurios kaip galutinius produktus išskiria mažai organinių junginių (piruvato, laktato, acetato ir kt.). Šie fermentatoriai sukūrė savo apsaugos nuo deguonies priemones, ne tokias veiksmingas. Tarp išgyvenusiųjų buvo archajų – branduolio ir citoplazmos protėvių.

Galbūt šiuo krizės momentu įvyko esminis įvykis - susilpnėjo eukariotų protėvių genetinė izoliacija ir prasidėjo aktyvus svetimų genų skolinimasis. Protoeukariotai įtraukė įvairių fermentatorių genus, kol patys tapo mikroaerofiliniais fermentatoriais, fermentuojančiais angliavandenius iki piruvato ir pieno rūgšties.

Trečiojo sluoksnio gyventojai – eukariotų protėviai – dabar tiesiogiai bendravo su naujaisiais antrojo sluoksnio gyventojais – aerobinėmis alfaproteobakterijomis, išmokusiomis energijai panaudoti deguonį. Protoeukariotų ir alfaproteobakterijų metabolizmas tapo vienas kitą papildantis, o tai sudarė prielaidas simbiozei. Ir pati alfaproteobakterijų vieta bendruomenėje (tarp viršutinio sluoksnio, išskiriančio deguonį, ir apatinio sluoksnio) lėmė jų, kaip eukariotų protėvių „gynėjų“ nuo deguonies pertekliaus, vaidmenį.

Tikėtina, kad protoeukariotai prarijo ir įgijo daug įvairių bakterijų kaip endosimbiontų. Tokio pobūdžio eksperimentai vis dar vyksta su vienaląsčiais eukariotais, turinčiais didžiulę tarpląstelinių simbiontų įvairovę. Iš šių eksperimentų aljansas su aerobinėmis alfaproteobakterijomis pasirodė esąs sėkmingiausias.

Visi mūsų planetos organizmai susideda iš ląstelių. Ląstelės paprastai skirstomos į eukariotus ir prokariotus.

eukariotų

Pirmiausia turite apibrėžti, kas yra eukariotai. Jei šis terminas išverstas iš graikų kalbos, jis verčiamas kaip turintis branduolį. Tokių organizmų branduolyje yra genetinis kodas. Tokie organizmai yra augalai, grybai ir gyvūnai.

Eukariotinės ląstelės struktūra skirtinguose organizmuose yra skirtinga. Eukariotinė ląstelė turi gana sudėtingą struktūrą. Visos eukariotinės ląstelės susideda iš branduolio ir citoplazmos.

Eukariotinė ląstelė turi membraną, vadinamą plazmolema. Jis apsaugo ląstelę, selektyviai leisdamas tam tikroms medžiagoms patekti į ląstelę. Viduje jis yra greta citoplazmos. Citoplazmoje saugomos įvairios medžiagos. Ląstelėje yra endoplazminis tinklas, kuris skatina medžiagų apykaitą per ląstelę, taip pat jų pernešimą iš vienos ląstelės į kitą. Ribosomos, kurios taip pat yra ląstelėje, yra atsakingos už baltymų sintezę. Be to, ląstelėje gali būti Golgi komplekso, mitochondrijų, lizosomų, centriolių. Ląstelės branduolyje yra DNR ir jis yra atsakingas už medžiagų apykaitą. Jis padengtas specialia membrana, kurios pagalba vyksta medžiagų apykaita tarp branduolio ir citoplazmos.

Apsvarsčius eukariotų struktūrą, tampa aišku, kas yra eukariotai ir kad jie negali egzistuoti be branduolio. Eukariotinės ląstelės yra vienabranduolinės arba daugiabranduolinės. Branduolys gali būti įvairių formų, priklausomai nuo pačios ląstelės formos.

Kuo skiriasi eukariotai ir prokariotai

Prokariotai yra organizmai, gyvenantys ląstelėse, kuriose nėra branduolio. Branduolio nebuvimas yra pagrindinis skirtumas tarp prokariotų ir eukariotų. Bakterijos yra prokariotų pavyzdžiai.

Eukariotai ir prokariotai taip pat skiriasi dydžiu ir tūriu. Eukariotai yra daug didesni nei prokariotai. Eukariotai paprastai yra daugialąsčiai organizmai, o prokariotai yra vienaląsčiai. Prokariotai dauginasi paprastu ląstelių dalijimusi per pusę, o eukariotai turi sudėtingesnį dauginimosi mechanizmą. Eukariotų DNR yra branduolyje, o prokariotų – citoplazmoje.

Žemėje yra tik dviejų tipų organizmai: eukariotai ir prokariotai. Jie labai skiriasi savo struktūra, kilme ir evoliucine raida, kuri bus išsamiai aptarta toliau.

Susisiekus su

Prokariotinės ląstelės požymiai

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

Jie taip pat turi šias funkcijas:

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 prokariotams trūksta 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. Dažant Gram, jie suteikia purpurinę spalvą. 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. Jie naudojami maisto pramonėje 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 organines medžiagas iš anglies dioksido, cukraus, amoniako, metalų jonų ir vandenilio;
• 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 šarminėje arba rūgštinėje 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, seksualiai ir paprastu būdu į 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 dauginimosi būdas 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 neišskiria deguonies, skirtingai nei melsvadumbliai, kurie jį formuoja 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 specialius darinius - chloroplastus, kuriuose yra membranų, išdėstytų grana 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 prokariotų ir eukariotų skirtumai ir būdingi bruožai pateikti žemiau 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 vidinėje organizacijoje. Tie, kurie domisi šia tema, gali pasinaudoti šia informacija.

Bakterijos yra ikibranduoliniai vienaląsčiai prokariotai, tai yra, joms trūksta branduolinio baltymo apvalkalo - DNR pakuotės. Be to, jų struktūra yra labiau supaprastinta, palyginti su gyvūnų ir augalų ląstelėmis. Pagrindinė mitybos rūšis yra fotosintezė (naudojant šviesos energiją) arba chemosintezę (medžiagų oksidaciją). Prokariotams taip pat priklauso archėjos, melsvadumbliai.

Eukariotai yra gyvų organizmų karalystė, kurios ląstelės turi branduolį, o jo apvalkalas yra aiškiai apibrėžtas. Iš graikų kalbos šis terminas verčiamas kaip „gera šerdis“, todėl ir buvo pasirinktas šis pavadinimas.

Šiai karalystei priklauso augalai, gyvūnai, grybai, pirmuonys, į grybus panašūs organizmai, gleivių pelėsiai ir dumbliai.

Egzistuoja teorija, kad maždaug prieš 2,5 milijardo metų senovės cianobakteriją užfiksavo ląstelė – eukarioto pirmtakas, dėl ko atsirado visiškai nauji mikroorganizmai. Kai kurios atskiros eukariotinės organelės (pavyzdžiui, mitochondrijos ir plastidai) savo struktūra ir gyvenimo savybėmis yra labai panašios į bakterijas. Jie taip pat dauginasi dalijantis, turi savo genetinį aparatą.

Iš bakterijų (prokariotų) ir archajų pagrindinis skirtumas tarp eukariotų yra genetinio aparato vieta, apsupta dviguba membrana, apsaugota stipriu branduolio apvalkalu. Yra daugiabranduolių organizmų. Jie turi linijinę DNR, susijusią su histonais, baltymais, kuriuose yra supakuotos gijos. Bakterijose DNR yra žiedinė, nesusijusi su histonais.

Ląstelėje yra dešimtys nuolatinių struktūrų – gyvybinę veiklą užtikrinančių jos organelių, kurių kiekviena yra atskirta viena ar keliomis membranomis. Tai gana reta prokariotuose.

Plastidų, kuriuos gali sudaryti 4 membranos, buvimas taip pat žymiai išskiria prokariotus nuo eukariotų. Plastidai yra apsupti išorine ir vidine membrana ir atlieka:

• fotosintezės funkcijos
• aminorūgščių, purinų, abscizo rūgšties ir kitų svarbių junginių sintezė.

Plastidai suteikia lipidų, krakmolo ir geležies atsargų.

Eukariotai yra tūkstančius kartų didesni už prokariotus. Štai kodėl jie turi valgyti daug baltymų, kad išliktų gyvi. Tai paskatino plėšriųjų organizmų atsiradimą.

Struktūriniai bruožai

Standartinė ląstelė susideda iš šių struktūrų:

• branduolys,
• ribosomos,
• pūslelė,
• šiurkštus endoplazminis tinklas
• Goldžio kompleksas,
• lygus endoplazminis tinklas
• mitochondrija,
• vakuolė,
• hialoplazma,
• lizosoma,
• centrosoma,
• melanosoma,
• blakstienos, žvyneliai,
• ląstelių sienelės.

Branduolys yra branduolys, kuris neturi membranos. Jis aiškiai matomas elektroniniu mikroskopu. RNR sintezė vyksta branduolyje. Branduolys užtikrina DNR – paveldimos informacijos saugojimą, jos perdavimą, įgyvendinimą, dauginimąsi.

Ribosoma, būdama organoidas, turi sferos formą, atlieka vertimą (baltymų sintezę iš aminorūgščių). Ribosomos yra didelės ir mažos.

eukariotų ląstelių struktūra

Pūslelė yra mažas organoidas, atskirtas membrana, kuri sudaro tarpląstelinį maišelį, skirtą maistinėms medžiagoms transportuoti ar konvertuoti, fermentams kaupti.

Grubus (granuliuotas) endoplazminis tinklas susideda iš šakų, pasižyminčių burbuliukų, kanalėlių ir ertmių buvimu. Jį supa membrana. Jo paviršiuje yra ribosomų, kurios sintetina baltymus.

Golgi aparatas – tai struktūra, susidedanti iš membranų ir „cisternų“, padedanti pašalinti medžiagas iš granuliuoto endoplazminio tinklo. Išvaizda primena vamzdelius, surinktus kaminuose. Baltymai bręsta rezervuaruose, kiekviename skyriuje yra savo fermentų rinkinys. Pūslelės, atsiskyrusios nuo tinklo, nuolat prisijungia prie Golgi aparato. Kai baltymas yra paruoštas judėti, pūslelės atsiskiria ir pristatomos į norimą organelę. Golgi aparatas rūšiuoja medžiagas, dalis jų siunčia į plazminę membraną, kitas – į lizosomas.

Lygus (agranulinis) endoplazminis tinklas neturi ribosomų. Atsakingas už medžiagų apykaitos procesus. Vykdo lipidų, riebalų rūgščių, steroidų sintezę. Kepenų ir antinksčių audiniai susideda iš lygaus endoplazminio tinklo.

Mitochondrijos – organelės, oksiduojančios organinius junginius, naudodamos energiją viso organizmo gyvybei užtikrinti. Jų forma gali skirtis, kiekis, esantis vienoje ląstelėje, gali skirtis nuo vienos mitochondrijos iki šimtų tūkstančių. Jame yra apskrita spiralinė DNR molekulė.

Vakuolės išsivysto iš membraninių pūslelių. Ne visi eukariotai jų turi. Jie atlieka vandens kaupimo, puvimo produktų šalinimo funkciją. Jie virškinantys, pulsuojantys.

Hialoplazma yra tarpląstelinis skystis.

Lizosoma yra organelė, membrana apsupta pūslelės rūšis, kurioje yra fermentų. Atlieka molekulių virškinimo funkciją sekrecijos būdu. Prokariotai neturi lizosomų.

Centrosoma reguliuoja ląstelių dalijimosi procesus, kanalėlių susidarymą, būdama nemembraninis organoidas. Dalyvauja formuojant žvynelius, blakstienas.

Melanosomos yra gyvūnams, jose yra šviesą sugeriančių pigmentų, ypač melanino.

Blakstienos yra ploni plaukeliai ląstelės sienelės paviršiuje, padengti membrana, kuri yra receptoriai. Jie yra blakstienose, kempinėse, ciliarinėse kirmėlėse. Juose yra žarnyno epitelio ląstelės, kvėpavimo takai – bronchai, smegenų skilveliai, Eustachijaus vamzdelis.

Vėliavos taip pat galima rasti prokariotuose. Bakterijose jie yra daug plonesni, trumpesni ir negali sulenkti. Eukariotinės žvyneliai yra ilgesni už blakstienas, nors savo struktūra panašios į jas. Archebakterijose žvyneliai yra kiek plonesni ir skiriasi struktūra.

ląstelių sienelės, visų pirma, užtikrina visų vidinių struktūrų apsaugą nuo išorinių veiksnių, taip pat atlieka medžiagų transportavimą. Jį sudaro mureinas, kurio struktūra turi įtakos jo dažymo laipsniui pagal Gramo metodą. Kai kurios bakterijos, dumbliai, grybai, archėjos taip pat turi ląstelės sienelę. Taip pat bakterijos gali suformuoti kapsulę – gleivinę polisacharidų struktūrą, didelį vandens kiekį aplink sienelę.

Eukariotų gyvenimas ir mityba

Eukariotų gyvavimo ciklas yra padalintas į dvi nuoseklias fazes:

• haplofazė,
• diplofazė.

Dvi haploploidinės (su vienu chromosomų rinkiniu) ląstelės ir jų branduoliai susijungia į vieną bendrą ląstelę su dviem (diploidinėmis) chromosomų rinkiniais. Po kurio laiko ląstelės vėl tampa haloploidinės, dalijasi. Šis metodas visiškai nebūdingas prokariotams.

Skirtumas tarp bakterijų, archajų ir eukariotų yra pastarųjų gebėjimas endocitozei – gaudyti kitas ląsteles ir sudėti į specialius maišelius (pūsleles), kuriuose maistas fermentacijos būdu „suvirškinamas“ iki konsistencijos, galinčios prasiskverbti pro ląstelės membraną.

Kai kurie iš jų gali fagocitozę (graikiškai „ryti“). Jie gali sugauti kietąsias daleles (virusus, bakterijas), jas suvirškinti, taip aprūpindami mitybą.

Eukariotai taip pat gali absorbuoti skystį. Pinocitozė – tai visų eukariotinių ląstelių gebėjimas absorbuoti vandens molekules ir kitas skystas medžiagas, patenkinant jų poreikį gerti.

Struktūros ypatumai, procesų, atsakingų už gyvybinę ląstelių veiklą, eigos skirtumas, taip pat dydis, tam tikras funkcijas atliekančių organų buvimas - visa tai žymiai išskiria eukariotus nuo bakterijų. Štai kodėl tai ne bakterijos, o atskiras mikroorganizmų tipas.

Dirbu veterinare. Mėgstu pramoginius šokius, sportą ir jogą. Pirmenybę teikiu asmeniniam tobulėjimui ir dvasinių praktikų ugdymui. Mėgstamiausios temos: veterinarija, biologija, statyba, remontas, kelionės. Tabu: jurisprudencija, politika, IT technologijos ir kompiuteriniai žaidimai.