Kdo so evkarionti in prokarionti: primerjalne značilnosti celic iz različnih kraljestev. Evkarionti Kdo so evkarionti

ki imajo jedro. Skoraj vsi organizmi so evkarionti, razen bakterij (virusi spadajo v posebno kategorijo, ki je vsi biologi ne ločijo kot kategorijo živih bitij). Evkarionti so rastline, živali, gobe in takšne vrste živih organizmov, kot je sluzaste plesni. Evkarionte delimo na enocelični organizmi in večcelični, vendar je princip celične strukture enak za vse.

Menijo, da so se prvi evkarionti pojavili pred približno 2 milijardama let in so se razvili predvsem zaradi simbiogeneza- interakcija evkariontskih celic in bakterij, ki so jih te celice absorbirale, pri čemer so sposobne fagocitoza.

evkariontske celice imajo zelo veliko velikost, zlasti v primerjavi s prokarionti. V evkariontski celici je približno deset organelov, ki so večinoma z membranami ločeni od citoplazme, kar pa pri prokariontih ne velja. Tudi evkarionti imajo jedro, o katerem smo že govorili. To je del celice, ki je od citoplazme ločen z dvojno membrano. V tem delu celice se nahaja DNK, ki jo vsebujejo kromosomi. Celice so običajno enojedrne, včasih pa najdemo večjedrne celice.

evkariontska kraljestva.

Obstaja več možnosti za delitev evkariontov. Sprva so bili vsi živi organizmi razdeljeni le na rastline in živali. Kasneje je bilo ugotovljeno kraljestvo gob, ki se bistveno razlikujejo tako od prvega kot od drugega. Še kasneje so začeli izolirati sluzaste plesni.

sluzaste plesni je polifiletična skupina organizmov, ki jo nekateri imenujejo najbolj preprosta, vendar končna klasifikacija teh organizmov ni v celoti razvrščena. Na eni od stopenj razvoja imajo ti organizmi plazmodično obliko - to je sluzna snov, ki nima jasnih trdih oblog. Na splošno so sluzaste plesni podobne večjedrna celica, kar je vidno s prostim očesom.

Sporulacija je povezana z glivami sluzavci, ki kalijo z zoosporami, iz katerih se nato razvije plazmodij.

Sluzaste plesni so heterotrofi lahko jesti vizualno, to je, da absorbira hranila neposredno skozi membrano ali z endocitozo - da vzame vezikle s hranili v notranjosti. Sluzaste plesni vključujejo akrazije, miksomicete, labirintule in plazmodiofore.

Razlike med prokarionti in evkarionti.

Glavna razlika prokariontov in evkariontov je, da prokarionti nimajo dobro oblikovanega jedra, ločenega z membrano od citoplazme. Pri prokariontih se krožna DNK nahaja v citoplazmi, mesto kjer se nahaja DNK pa se imenuje nukleoid.

Dodatne evkariontske razlike.

  1. Od organelov imajo prokarionti samo ribosomi 70S (majhen), evkarionti pa nimajo samo velikih ribosomov 80S, ampak tudi številne druge organele.
  2. Ker prokarionti nimajo jedra, se delijo tako, da se razdelijo na dvoje – ne s pomočjo mejoza/mitoza.
  3. Evkarionti imajo histone, ki jih bakterije nimajo. Evkariontski kromatin vsebuje 1/3 DNK in 2/3 proteina, pri prokariontih je ravno obratno.
  4. Evkariontska celica ima 1000-krat večjo prostornino in 10-krat večji premer od prokariontske celice.

Pojav evkariontov je velik dogodek. Spremenila je strukturo biosfere in odprla bistveno nove možnosti za progresivno evolucijo. Evkariontska celica je rezultat dolge evolucije sveta prokariontov, sveta, v katerem so se različni mikrobi prilagajali drug drugemu in iskali načine za učinkovito sodelovanje.

časovnica (repriza)

Fotosintetski prokariontski kompleks Chlorochromatium aggregatum.

Evkarionti so nastali kot posledica simbioze več vrst prokariontov. Prokarioti so na splošno precej nagnjeni k simbiozi (glejte 3. poglavje v Rojstvu kompleksnosti). Tukaj je zanimiv simbiotski sistem, znan kot Chlorochromatium aggregatum. Živi v globokih jezerih, kjer so v globini anoksične razmere. Osrednja komponenta je mobilna heterotrofna beta-proteobakterija. Okoli njega se nabira od 10 do 60 fotosintetskih zelenih žveplovih bakterij. Vse komponente so povezane z izrastki zunanje membrane osrednje bakterije. Pomen skupnosti je, da mobilne beta-proteobakterije vlečejo celotno družbo na mesta, ki so ugodna za življenje izbirčnih žveplovih bakterij, žveplove bakterije pa se ukvarjajo s fotosintezo in zagotavljajo hrano sebi in beta-proteobakterijam. Morda so bile nekatere starodavne mikrobne združbe približno te vrste predniki evkariontov.

Teorija simbiogeneze. Merežkovski, Margulis. Mitohondriji so potomci alfa-proteobakterij, plastidi so potomci cianobakterij. Težje je razumeti, kdo je bil prednik vsega drugega, torej citoplazme in jedra. Jedro in citoplazma evkariontov združujeta lastnosti arhej in bakterij ter imata številne edinstvene značilnosti.

O mitohondrijih. Morda je bil prav pridobitev mitohondrijev (in ne jedra) ključni trenutek v razvoju evkariontov. Večina mitohondrijskih genov prednikov je bila prenesena v jedro, kjer so prišli pod nadzor jedrskih regulacijskih sistemov. Ti jedrski geni mitohondrijskega izvora kodirajo ne le mitohondrijske beljakovine, ampak tudi številne beljakovine, ki delujejo v citoplazmi. To nakazuje, da je imel mitohondrijski simbiont pomembnejšo vlogo pri nastanku evkariontske celice, kot je bilo pričakovano.

Soobstoj dveh različnih genomov v eni celici je zahteval razvoj učinkovitega sistema njihove regulacije. In da bi učinkovito upravljali delo velikega genoma, je treba genom izolirati iz citoplazme, v kateri poteka presnova in na tisoče kemičnih reakcij. Jedrska ovojnica le loči genom od turbulentnih kemičnih procesov citoplazme. Pridobivanje simbiontov (mitohondrijev) bi lahko postalo pomembna spodbuda za razvoj jedra in genskih regulacijskih sistemov.


Enako velja za spolno razmnoževanje. Lahko živite brez spolnega razmnoževanja, dokler je vaš genom dovolj majhen. Organizmi z velikim genomom, a brez spolnega razmnoževanja, so z redkimi izjemami obsojeni na hitro izumrtje.

Alfaproteobakterije - ta skupina je vključevala prednike mitohondrijev.

Rhodospirillum je neverjeten mikroorganizem, ki lahko živi zaradi fotosinteze, tudi v anaerobnih pogojih, kot aerobni heterotrof in celo kot aerobni kemoavtotrof. Lahko na primer raste z oksidacijo ogljikovega monoksida CO brez uporabe drugih virov energije. Poleg vsega tega pa zna tudi fiksirati atmosferski dušik. To pomeni, da je zelo vsestranski organizem.

Imunski sistem zamenjuje mitohondrije za bakterije. Ko poškodovani mitohondriji med poškodbo vstopijo v krvni obtok, sprostijo značilne molekule, ki jih najdemo le v bakterijah in mitohondrijih (krožna DNK bakterijskega tipa in proteini, ki na enem od koncev nosijo posebno modificirano aminokislino formilmetionin). To je posledica dejstva, da je aparat za sintezo beljakovin v mitohondrijih ostal enak kot pri bakterijah. Celice imunskega sistema - nevtrofilci - reagirajo na te mitohondrijske snovi enako kot na bakterijske in s pomočjo istih receptorjev. To je najbolj jasna potrditev bakterijske narave mitohondrijev.

Glavna funkcija mitohondrijev je dihanje kisika. Najverjetneje je bila spodbuda za povezavo anaerobnega prednika jedra in citoplazme s "protomitohondriji" potreba po zaščiti pred strupenimi učinki kisika.

Kje so bakterije, vključno z alfaproteobakterijami, dobile molekularne sisteme, potrebne za dihanje kisika? Zdi se, da so temeljili na molekularnih sistemih fotosinteze. Prenosna veriga elektronov, ki je nastala v bakterijah kot del fotosintetskega aparata, je bila prilagojena za dihanje kisika. Pri nekaterih bakterijah se deli transportnih verig elektronov še vedno uporabljajo istočasno v fotosintezi in dihanju. Najverjetneje so bili predniki mitohondrijev aerobne heterotrofne alfa-proteobakterije, ki so nato izhajale iz fotosintetskih alfa-proteobakterij, kot je rhodospirillum.

Število skupnih in edinstvenih proteinskih domen v arhejah, bakterijah in evkariontih. Proteinska domena je del proteinske molekule, ki ima specifično funkcijo in značilno zgradbo, to je zaporedje aminokislin. Vsak protein praviloma vsebuje eno ali več teh strukturnih in funkcionalnih enot oziroma domen.

4,5 tisoč beljakovinskih domen, ki jih imajo evkarionti, je mogoče razdeliti v 4 skupine: 1) na voljo samo pri evkariontih, 2) skupne vsem trem nadkraljestvom, 3) skupne evkariontom in bakterijam, vendar jih pri arhejah ni; 4) skupno evkariontom in arhejam, vendar ga pri bakterijah ni. Upoštevali bomo zadnji dve skupini (na sliki sta označeni), saj lahko za te beljakovine z gotovostjo govorimo o njihovem izvoru: bakterijskem ali arhealnem.

Ključna točka je, da imajo evkariontske domene, za katere se domneva, da so podedovane od bakterij in od arhej, bistveno različne funkcije. Domene, podedovane od arhej (njihov funkcionalni spekter je prikazan na levem grafu), igrajo ključno vlogo v življenju evkariontske celice. Med njimi prevladujejo področja, povezana s shranjevanjem, reprodukcijo, organizacijo in branjem genetskih informacij. Večina »arhejskih« domen pripada tistim funkcionalnim skupinam, znotraj katerih do horizontalne izmenjave genov pri prokariontih prihaja najmanj pogosto. Očitno so evkarionti ta kompleks prejeli z neposrednim (navpičnim) dedovanjem od arhej.

Med domenami bakterijskega izvora so tudi proteini, povezani z informacijskimi procesi, vendar jih je malo. Večina jih deluje samo v mitohondrijih ali plastidih. Evkariontski ribosomi citoplazme so arhealnega izvora, ribosomi mitohondrijev in plastid so bakterijskega izvora.

Med bakterijskimi domenami evkariontov je delež signalno-regulacijskih proteinov veliko večji. Od bakterij so evkarionti podedovali številne beljakovine, odgovorne za mehanizme odziva celic na okoljske dejavnike. In tudi - številne beljakovine, povezane s presnovo (za več podrobnosti glejte 3. poglavje, "Rojstvo zapletenosti").

Evkarionti imajo:

Arhejsko "jedro" (mehanizmi za delo z genetskimi informacijami in sintezo beljakovin)

Bakterijska "periferija" (metabolizem in signalno-regulacijski sistemi)

· Najenostavnejši scenarij: ARCHEIA je pogoltnila BAKTERIJE (prednike mitohondrijev in plastidov) in od njih pridobila vse svoje bakterijske lastnosti.

· Ta scenarij je preveč preprost, ker imajo evkarionti veliko bakterijskih proteinov, ki si jih ne bi mogli izposoditi od mitohondrijskih ali plastidnih prednikov.

Evkarionti imajo veliko »bakterijskih« domen, ki niso značilne niti za cianobakterije (prednike plastidov) niti za alfaproteobakterije (prednike mitohondrijev). Pridobili so jih iz nekaterih drugih bakterij.

Ptice in dinozavri. Rekonstrukcija protoevkariontov je težka. Jasno je, da je imela skupina starodavnih prokariontov, ki so ustvarili jedro in citoplazmo, številne edinstvene značilnosti, ki jih prokarionti, ki so preživeli do danes, nimajo. In ko poskušamo rekonstruirati videz tega prednika, se soočimo z dejstvom, da se izkaže, da je prostor za hipoteze prevelik.

Analogija. Znano je, da ptice izvirajo iz dinozavrov, in ne iz neznanih dinozavrov, ampak iz zelo specifične skupine - dinozavri maniraptorji, ki pripadajo teropodom, teropodi pa so ena od skupin dinozavrov kuščarjev. Najdenih je bilo veliko prehodnih oblik med neletečimi dinozavri in pticami.

Toda kaj bi lahko rekli o prednikih ptic, če ne bi bilo fosilnih zapisov? V najboljšem primeru bi ugotovili, da so najbližji sorodniki ptic krokodili. Toda ali bi lahko poustvarili videz neposrednih prednikov ptic, torej dinozavrov? Komaj. A ravno v tem položaju se znajdemo, ko skušamo obnoviti videz prednika jedra in citoplazme. Jasno je, da je šlo za skupino nekih prokariontskih dinozavrov, izumrlo skupino, ki za razliko od pravih dinozavrov ni pustila izrazitih sledi v geološkem zapisu. Sodobni arheji so za evkarionte to, kar so sodobni krokodili za ptice. Poskusite rekonstruirati strukturo dinozavrov, poznajoč samo ptice in krokodile.

Argument v prid dejstvu, da je v predkambriju živelo veliko mikrobov, ki niso podobni sedanjim. Proterozojski stromatoliti so bili veliko bolj zapleteni in raznoliki od sodobnih. Stromatoliti so produkt vitalne aktivnosti mikrobnih skupnosti. Ali to ne pomeni, da so bili proterozojski mikrobi tudi bolj raznoliki od sodobnih in da mnoge skupine proterozojskih mikrobov preprosto niso preživele do danes?

Praskupnost evkariontov in izvor evkariontske celice (možen scenarij)

Hipotetična »praskupnost« je tipična bakterijska zastirka, le v njenem zgornjem delu so živeli predniki cianobakterij, ki še niso prešle na kisikovo fotosintezo. Ukvarjali so se z anoksigeno fotosintezo.Donor elektronov ni bila voda, ampak vodikov sulfid. Kot stranski produkt smo izolirali žveplo in sulfate.

Drugo plast so naselile škrlatne fotosintetske bakterije, vključno z alfaproteobakterijami, predniki mitohondrijev. Vijolične bakterije uporabljajo svetlobo dolgih valovnih dolžin (rdečo in infrardečo). Ti valovi imajo najboljšo prodorno moč. Vijolične bakterije še vedno pogosto živijo pod plastjo cianobakterij. Vijolične alfaproteobakterije uporabljajo tudi vodikov sulfid kot darovalca elektronov.

V tretji plasti so bile fermentacijske bakterije, ki so predelovale organske snovi; nekateri med njimi so oddajali vodik kot odpadek. To je ustvarilo osnovo za bakterije, ki reducirajo sulfat. Lahko bi bile tudi metanogene arheje. Med arhejami, ki so živele tukaj, so bili predniki jedra in citoplazme.

Krizni dogodki so se začeli s prehodom cianobakterij na kisikovo fotosintezo. Kot donor elektronov so cianobakterije namesto vodikovega sulfida začele uporabljati navadno vodo. To je odprlo velike priložnosti, vendar je imelo tudi negativne posledice. Namesto žvepla in sulfatov se je med fotosintezo začel sproščati kisik - snov, ki je izjemno strupena za vse starodavne prebivalce zemlje.

Prvi, ki so se srečali s tem strupom, so bili njegovi proizvajalci, cianobakterije. Verjetno so bili prvi, ki so razvili sredstva za zaščito pred njim. Prenosne verige elektronov, ki so služile fotosintezi, so se spremenile in začele služiti aerobnemu dihanju. Prvotni namen očitno ni bil pridobivanje energije, temveč le nevtralizacija kisika.

Kmalu so morali podobne obrambne sisteme razviti tudi prebivalci druge plasti skupnosti – škrlatne bakterije. Tako kot cianobakterije so razvile aerobne dihalne sisteme, ki temeljijo na fotosintetskih sistemih. Prav škrlatne alfaproteobakterije so razvile najbolj popolno dihalno verigo, ki zdaj deluje v mitohondrijih evkariontov.

V tretji plasti skupnosti je moral pojav prostega kisika povzročiti krizo. Metanogeni in številni reduktorji sulfata uporabljajo molekularni vodik s pomočjo encimov hidrogenaze. Takšni mikrobi ne morejo živeti v aerobnih pogojih, ker kisik zavira hidrogenaze. Številne bakterije, ki proizvajajo vodik, pa ne rastejo v okolju, kjer ni mikroorganizmov, ki bi ga uporabljali. Od fermentorjev je skupnost očitno obdržala oblike, ki kot končne produkte oddajajo nizko organske spojine (piruvat, laktat, acetat itd.). Ti fermentorji so razvili lastna sredstva za zaščito pred kisikom, manj učinkovita. Med preživelimi so bile arheje – predniki jedra in citoplazme.

Morda se je v tem trenutku krize zgodil ključni dogodek - oslabitev genetske izolacije pri prednikih evkariontov in začetek aktivnega izposojanja tujih genov. Protoevkarionti so vključevali gene različnih fermentorjev, dokler niso sami postali mikroaerofilni fermentorji, ki so fermentirali ogljikove hidrate v piruvat in mlečno kislino.

Prebivalci tretje plasti – predniki evkariontov – so bili zdaj v neposrednem stiku z novimi prebivalci druge plasti – aerobnimi alfaproteobakterijami, ki so se naučile za energijo uporabljati kisik. Presnova protoevkariontov in alfaproteobakterij je postala komplementarna, kar je ustvarilo predpogoje za simbiozo. In sama lokacija alfaproteobakterij v skupnosti (med zgornjo plastjo, ki sprošča kisik, in spodnjo plast) je vnaprej določila njihovo vlogo "branilcev" evkariontskih prednikov pred presežkom kisika.

Verjetno so protoevkarionti zaužili in pridobili veliko različnih bakterij kot endosimbionti. Tovrstni poskusi še vedno potekajo pri enoceličnih evkariontih, ki imajo ogromno znotrajceličnih simbiontov. Od teh poskusov se je za najuspešnejše izkazalo zavezništvo z aerobnimi alfaproteobakterijami.

Vsi organizmi na našem planetu so sestavljeni iz celic. Celice običajno delimo na evkarionte in prokarionte.

evkariontov

Najprej morate opredeliti, kaj so evkarionti. Če je ta izraz preveden iz grščine, potem je preveden kot lastništvo jedra. Jedro takih organizmov vsebuje genetsko kodo. Takšni organizmi vključujejo rastline, glive in živali.

Zgradba evkariontske celice je pri različnih organizmih različna. Evkariontska celica ima precej zapleteno strukturo. Vse evkariontske celice so sestavljene iz jedra in citoplazme.

Evkariontska celica ima membrano, imenovano plazmalema. Celico ščiti tako, da določenim snovem selektivno prepušča vstop v celico. V notranjosti meji na citoplazmo. V citoplazmi so shranjene različne snovi. Celica ima endoplazmatski retikulum, ki pospešuje kroženje snovi skozi celico, pa tudi njihov prenos iz ene celice v drugo. Ribosomi, ki jih prav tako najdemo v celici, so odgovorni za sintezo beljakovin. Poleg tega lahko celica vsebuje Golgijev kompleks, mitohondrije, lizosome, centriole. Celično jedro vsebuje DNK in je odgovorno za metabolizem. Prekrit je s posebno membrano, s pomočjo katere poteka presnova med jedrom in citoplazmo.

Ob upoštevanju strukture evkariontov postane jasno, kaj so evkarionti in da ne morejo obstajati brez jedra. Evkariontske celice so enojedrne ali večjedrne. Jedro ima lahko različne oblike, odvisno od same oblike celice.

Kakšna je razlika med evkarionti in prokarionti

Prokarioti so organizmi, ki živijo v celicah brez jedra. Odsotnost jedra je glavna razlika med prokarionti in evkarionti. Bakterije so primeri prokariontov.

Evkarionti in prokarionti se razlikujejo tudi po velikosti in prostornini. Evkarionti so veliko večji od prokariontov. Evkarionti so običajno večcelični organizmi, medtem ko so prokarionti enocelični. Prokarionti se razmnožujejo s preprosto delitvijo celic na pol, medtem ko imajo evkarionti bolj zapleten mehanizem razmnoževanja. Evkariontska DNK se nahaja v jedru, prokariontska pa v citoplazmi.

Na Zemlji obstajata samo dve vrsti organizmov: evkarionti in prokarionti. Zelo se razlikujejo po zgradbi, izvoru in evolucijskem razvoju, o čemer bomo podrobneje govorili v nadaljevanju.

V stiku z

Znaki prokariontske celice

Prokarioti se drugače imenujejo predjedrski. Prokariontska celica nima drugih organelov, ki bi imeli membranski ovoj (endoplazmatski retikulum, Golgijev kompleks).

Imajo tudi naslednje lastnosti:

  1. brez lupine in ne tvori vezi z beljakovinami. Informacije se neprekinjeno prenašajo in berejo.
  2. Vsi prokarionti so haploidni organizmi.
  3. Encimi se nahajajo v prostem stanju (difuzno).
  4. Imajo sposobnost sporulacije v neugodnih pogojih.
  5. Prisotnost plazmidov - majhnih ekstrakromosomskih molekul DNA. Njihova funkcija je prenos genetskih informacij, povečanje odpornosti na številne agresivne dejavnike.
  6. Prisotnost flagel in pili - zunanje beljakovinske tvorbe, potrebne za gibanje.
  7. Plinske vakuole so votline. Zaradi njih se telo lahko premika v vodnem stolpcu.
  8. Celična stena pri prokariontih (zlasti bakterijah) je sestavljena iz mureina.
  9. Glavni metodi pridobivanja energije pri prokariontih sta kemo- in fotosinteza.

Sem spadajo bakterije in arheje. Primeri prokariontov: spirohete, proteobakterije, cianobakterije, krenarheoti.

Pozor! Kljub temu, da prokarionti nimajo jedra, imajo njegov ekvivalent - nukleoid (krožna molekula DNK brez lupin) in prosto DNK v obliki plazmidov.

Zgradba prokariontske celice

bakterije

Predstavniki tega kraljestva so med najstarejšimi prebivalci Zemlje in imajo visoko stopnjo preživetja v ekstremnih razmerah.

Obstajajo gram-pozitivne in gram-negativne bakterije. Njihova glavna razlika je v strukturi celične membrane. Gram-pozitivni imajo debelejšo lupino, do 80% sestavljeno iz mureinske baze, pa tudi polisaharidov in polipeptidov. Pri barvanju po Gramu dajejo vijolično barvo. Večina teh bakterij je patogenih. Gramnegativne imajo tanjšo steno, ki je od membrane ločena s periplazmatskim prostorom. Vendar ima taka lupina povečano trdnost in je veliko bolj odporna na učinke protiteles.

Bakterije imajo v naravi zelo pomembno vlogo:

  1. Cianobakterije (modrozelene alge) pomagajo vzdrževati pravo raven kisika v ozračju. Tvorijo več kot polovico vsega O2 na Zemlji.
  2. Prispevajo k razgradnji organskih ostankov, s čimer sodelujejo v kroženju vseh snovi, sodelujejo pri nastanku tal.
  3. Fiksatorji dušika na koreninah stročnic.
  4. Vodo čistijo iz odpadkov, na primer v metalurški industriji.
  5. So del mikroflore živih organizmov, ki pomagajo čim bolj absorbirati hranila.
  6. Uporabljajo se v živilski industriji za fermentacijo, tako pridobivajo sire, skuto, alkohol in testo.

Pozor! Poleg pozitivne vrednosti imajo bakterije tudi negativno vlogo. Mnogi od njih povzročajo smrtonosne bolezni, kot so kolera, tifus, sifilis in tuberkuloza.

bakterije

Arheje

Prej so jih združili z bakterijami v eno samo kraljestvo Drobyanok. Sčasoma pa je postalo jasno, da imajo arheje svojo individualno evolucijsko pot in se po biokemični sestavi in ​​metabolizmu zelo razlikujejo od drugih mikroorganizmov. Ločimo jih do 5 tipov, najbolj raziskani so Euryarchaeots in Crenarchaeotes. Arhejske značilnosti so:

  • večina jih je kemoavtotrofov - sintetizirajo organske snovi iz ogljikovega dioksida, sladkorja, amoniaka, kovinskih ionov in vodika;
  • imajo ključno vlogo v ciklu dušika in ogljika;
  • sodelujejo pri prebavi pri ljudeh in številnih prežvekovalcih;
  • imajo stabilnejšo in trpežnejšo membransko lupino zaradi prisotnosti etrskih vezi v lipidih glicerol-eter. To omogoča arhejam, da živijo v močno alkalnem ali kislem okolju, pa tudi v pogojih visokih temperatur;
  • celična stena za razliko od bakterij ne vsebuje peptidoglikana in je sestavljena iz psevdomureina.

Zgradba evkariontov

Evkarionti so kraljestvo organizmov, katerih celice vsebujejo jedro. Poleg arhej in bakterij so vsa živa bitja na Zemlji evkarionti (na primer rastline, praživali, živali). Celice se lahko zelo razlikujejo po obliki, strukturi, velikosti in delovanju. Kljub temu sta si podobna v osnovah življenja, metabolizmu, rasti, razvoju, sposobnosti draženja in variabilnosti.

Evkariontske celice so lahko več sto ali tisočkrat večje od prokariontskih celic. Vključujejo jedro in citoplazmo s številnimi membranskimi in nemembranskimi organeli. Membrane vključujejo: endoplazmatski retikulum, lizosome, Golgijev kompleks, mitohondrije,. Nemembranski: ribosomi, celični center, mikrotubuli, mikrofilamenti.

Zgradba evkariontov

Primerjajmo evkariontske celice iz različnih kraljestev.

Kraljestva evkariontov vključujejo:

  • praživali. Heterotrofi, nekateri sposobni fotosinteze (alge). Razmnožujejo se nespolno, spolno in na preprost način na dva dela. Večina jih nima celične stene;
  • rastline. So proizvajalci, glavni način pridobivanja energije je fotosinteza. Večina rastlin je negibnih in se razmnožujejo nespolno, spolno in vegetativno. Celična stena je sestavljena iz celuloze;
  • gobe. Večcelični. Razlikovati med nižjim in višjim. So heterotrofni organizmi in se ne morejo samostojno gibati. Razmnožujejo se nespolno, spolno in vegetativno. Shranjujejo glikogen in imajo močno hitinsko celično steno;
  • živali. Obstaja 10 vrst: spužve, črvi, členonožci, iglokožci, hordati in drugi. So heterotrofni organizmi. Sposoben samostojnega gibanja. Glavna snov za shranjevanje je glikogen. Celična stena je sestavljena iz hitina, tako kot pri glivah. Glavni način razmnoževanja je spolni.

Tabela: Primerjalne značilnosti rastlinskih in živalskih celic

Struktura rastlinska celica živalska kletka
celične stene Celuloza Sestavljen je iz glikokaliksa - tanke plasti beljakovin, ogljikovih hidratov in lipidov.
Osnovna lokacija Nahaja se bližje steni Nahaja se v osrednjem delu
Celični center Izključno v nižjih algah Prisoten
Vakuole Vsebuje celični sok Kontraktilna in prebavna.
Rezervna snov Škrob Glikogen
plastide Tri vrste: kloroplasti, kromoplasti, levkoplasti manjka
hrana avtotrofni heterotrofni

Primerjava prokariontov in evkariontov

Strukturne značilnosti prokariontskih in evkariontskih celic so pomembne, vendar se ena glavnih razlik nanaša na shranjevanje genskega materiala in način pridobivanja energije.

Prokarionti in evkarionti fotosintetizirajo različno. Pri prokariontih se ta proces odvija na membranskih izrastkih (kromatoforih), ki so zloženi v ločene kupčke. Bakterije nimajo fluorovega fotosistema, zato ne sproščajo kisika, za razliko od modrozelenih alg, ki ga tvorijo med fotolizo. Viri vodika pri prokariontih so vodikov sulfid, H2, različne organske snovi in ​​voda. Glavni pigmenti so bakterioklorofil (pri bakterijah), klorofil in fikobilini (pri cianobakterijah).

Od vseh evkariontov so samo rastline sposobne fotosinteze. Imajo posebne tvorbe - kloroplaste, ki vsebujejo membrane, položene v grano ali lamele. Prisotnost fotosistema II omogoča sproščanje kisika v ozračje med procesom fotolize vode. Edini vir vodikovih molekul je voda. Glavni pigment je klorofil, fikobilini pa so prisotni le v rdečih algah.

Glavne razlike in značilnosti prokariontov in evkariontov so predstavljene v spodnji tabeli.

Tabela: Podobnosti in razlike med prokarionti in evkarionti

Primerjava prokariontov evkariontov
Čas nastopa Več kot 3,5 milijarde let Približno 1,2 milijarde let
Velikosti celic Do 10 µm 10 do 100 µm
Kapsula Tukaj je. Izvaja zaščitno funkcijo. Povezan s celično steno manjka
plazemska membrana Tukaj je Tukaj je
celične stene Sestavljen iz pektina ali mureina Poleg živali obstajajo tudi drugi
kromosomi Namesto tega krožna DNK. Translacija in transkripcija potekata v citoplazmi. Linearne molekule DNA. Translacija poteka v citoplazmi, transkripcija pa v jedru.
Ribosomi Majhen tip 70S. Nahaja se v citoplazmi. Velik tip 80S, se lahko pritrdi na endoplazmatski retikulum, ki se nahaja v plastidih in mitohondrijih.
membranski organel Noben. Obstajajo izrastki membrane - mezosomi Obstajajo: mitohondriji, Golgijev kompleks, celični center, EPS
citoplazma Tukaj je Tukaj je
manjka Tukaj je
Vakuole Plin (aerosomi) Tukaj je
kloroplasti Noben. Fotosinteza poteka v bakterioklorofilih Prisoten samo v rastlinah
Plazmidi Tukaj je manjka
Jedro manjka Tukaj je
Mikrofilamenti in mikrotubuli. manjka Tukaj je
Metode delitve Konstrikcija, brstenje, konjugacija Mitoza, mejoza
Interakcija ali stiki manjka Plazmodezmi, dezmosomi ali septumi
Vrste celične prehrane fotoavtotrofni, fotoheterotrofni, kemoavtotrofni, kemoheterotrofni Fototrofna (pri rastlinah) endocitoza in fagocitoza (pri drugih)

Razlike med prokarionti in evkarionti

Podobnosti in razlike med prokariontskimi in evkariontskimi celicami

Zaključek

Primerjava prokariontskega in evkariontskega organizma je precej naporen proces, ki zahteva upoštevanje številnih odtenkov. Med seboj imajo veliko skupnega glede zgradbe, potekajočih procesov in lastnosti vseh živih bitij. Razlike so v funkcijah, ki jih opravljajo, načinih prehranjevanja in notranji organizaciji. Tisti, ki jih ta tema zanima, lahko uporabljajo te informacije.

Bakterije so predjedrni enocelični prokarionti, to pomeni, da nimajo jedrne beljakovinske ovojnice – embalaže za DNK. Tudi njihova struktura je bolj poenostavljena v primerjavi z živalskimi in rastlinskimi celicami. Glavna vrsta prehrane je fotosinteza (z uporabo svetlobne energije) ali kemosinteza (oksidacija snovi). Med prokarionte sodijo tudi arheje, modrozelene alge.

Evkarionti so kraljestvo živih organizmov, katerih celice imajo jedro, njihova lupina pa je jasno definirana. Iz grščine je izraz preveden kot "dobro jedro", zato je bilo izbrano to ime.

V to kraljestvo spadajo rastline, živali, glive, praživali, gobam podobni organizmi, sluzaste plesni in alge.

Obstaja teorija, da je starodavno cianobakterijo pred približno 2,5 milijarde let ujela celica - predhodnik evkarionta, kar je privedlo do nastanka popolnoma novih mikroorganizmov. Nekateri posamezni evkariontski organeli (na primer mitohondriji in plastidi) so po strukturi in življenjskih značilnostih zelo podobni bakterijam. Razmnožujejo se tudi z delitvijo, imajo svoj genetski aparat.

Od bakterij (prokariontov) in arhej je glavna razlika med evkarionti lokacija genetskega aparata, obdanega z dvojno membrano, zaščiteno z močno lupino jedra. Obstajajo večjedrni organizmi. Imajo linearno DNK, povezano s histoni, beljakovinami, v katerih so zapakirane niti. Pri bakterijah je DNK krožna, ni vezana na histone.

Celica ima na desetine stalnih struktur - njenih organelov, ki zagotavljajo vitalno aktivnost, od katerih je vsaka ločena z eno ali več membranami. To je pri prokariontih precej redko.

Prisotnost plastidov, ki so lahko sestavljeni iz 4 membran, prav tako bistveno razlikuje prokarionte od evkariontov. Plastidi so obdani z zunanjo in notranjo membrano in opravljajo:

  • funkcije fotosinteze
  • sinteza aminokislin, purinov, abscizinske kisline in drugih pomembnih spojin.

Plastidi zagotavljajo rezerve lipidov, škroba in železa.

Evkarionti so tisočkrat večji od prokariontov. Zato morajo za preživetje zaužiti velike količine beljakovin kot hrano. To je povzročilo nastanek plenilskih organizmov.

Strukturne značilnosti

Standardna celica je sestavljena iz naslednjih struktur:

  • jedro,
  • ribosom,
  • mehurček,
  • hrapav endoplazmatski retikulum
  • golgijev aparat,
  • gladek endoplazmatski retikulum
  • mitohondrij,
  • vakuola,
  • hialoplazma,
  • lizosom,
  • centrosom,
  • melanosom,
  • migetalke, bički,
  • celične stene.

Jedro vsebuje nukleolus, ki nima membrane. Jasno je viden pod elektronskim mikroskopom. Sinteza RNK poteka v nukleolu. Jedro zagotavlja shranjevanje DNK - dednih informacij, njihov prenos, izvajanje, razmnoževanje.

Ribosom, ki je organoid, ima obliko krogle, izvaja translacijo (sintezo beljakovin iz aminokislin). Ribosomi so veliki in majhni.

struktura evkariontske celice

Vezikel je majhen organoid, ločen z membrano, ki tvori znotrajcelično vrečko za transport ali pretvorbo hranilnih snovi in ​​shranjevanje encimov.

Grob (zrnat) endoplazmatski retikulum sestoji iz vej, za katere je značilna prisotnost mehurčkov, tubulov in votlin. Obdana je z membrano. Njegova površina vsebuje ribosome, ki sintetizirajo beljakovine.

Golgijev aparat je struktura, sestavljena iz membran in "rezervoarjev", ki pomaga odstraniti snovi iz zrnatega endoplazmatskega retikuluma. Po videzu spominja na cevi, zbrane v nizih. Zorenje beljakovin poteka v rezervoarjih, vsak del vsebuje svoj nabor encimov. Vezikli, ki se ločijo od retikuluma, se nenehno pridružujejo Golgijevemu aparatu. Ko je beljakovina pripravljena za premikanje, se vezikli ločijo in dostavijo v želeni organel. Golgijev aparat razvršča snovi, nekatere od njih pošlje v plazemsko membrano, druge v lizosome.

Gladek (agranularni) endoplazmatski retikulum nima ribosomov. Odgovoren za presnovne procese. Izvaja sintezo lipidov, maščobnih kislin, steroidov. Tkiva jeter in nadledvične žleze so sestavljena iz gladkega endoplazmatskega retikuluma.

Mitohondriji so organeli, ki oksidirajo organske spojine in tako z energijo zagotavljajo življenje celotnega organizma. Lahko se razlikujejo po obliki, količina, ki jo vsebuje ena celica, se lahko razlikuje od enega mitohondrija do več sto tisoč. Vsebuje krožno vijačno molekulo DNK.

Vakuole se razvijejo iz membranskih veziklov. Nimajo jih vsi evkarionti. Opravljajo funkcijo kopičenja vode, odstranjujejo produkte razpadanja. So prebavni, utripajoči.

Hialoplazma je znotrajcelična tekočina.

Lizosom je organel, vrsta vezikla, obdanega z membrano, ki vsebuje encime. Opravlja funkcijo prebavljanja molekul z izločanjem. Prokarioti nimajo lizosomov.

Centrosom uravnava procese delitve celic, nastanek tubulov, saj je nemembranski organoid. Sodeluje pri tvorbi bičkov, cilij.

Melanosom je prisoten pri živalih, vsebuje pigmente, ki absorbirajo svetlobo, zlasti melanin.

Cilije so tanke dlake na površini celične stene, prekrite z membrano, ki so receptorji. So v ciliatih, spužvah, ciliarnih črvih. Imajo črevesne epitelijske celice, dihala – bronhije, možganske prekate, Evstahijevo cev.

Flagele lahko najdemo tudi pri prokariontih. Pri bakterijah so veliko tanjši, krajši in se ne morejo upogniti. Evkariontski bički so daljši od migetalk, čeprav so jim po zgradbi podobni. Pri arhebakterijah so flagele nekoliko tanjše in se razlikujejo po zgradbi.

celične stene, najprej zagotavlja zaščito vseh notranjih struktur pred zunanjimi dejavniki in izvaja tudi prevoz snovi. Sestavljen je iz mureina, katerega struktura vpliva na stopnjo njegovega obarvanja po Gramovi metodi. Tudi nekatere bakterije, alge, glive, arheje imajo celično steno. Tudi bakterije lahko tvorijo kapsulo - sluzasto strukturo polisaharidov, veliko količino vode okoli stene.

Življenje in prehrana evkariontov

Evkariontski življenjski cikel je razdeljen na dve zaporedni fazi:

  • haplofaza,
  • diplofazni.

Dve haploploidni (z enim nizom kromosomov) celici in njuni jedri se združita v eno skupno celico z dvema (diploidnima) nizoma kromosomov. Čez nekaj časa celice spet postanejo haloploidne in se delijo. Ta metoda je popolnoma neznačilna za prokarionte.

Razlika med bakterijami, arhejami in evkarionti je sposobnost slednjih za endocitozo – zajemanje drugih celic in njihovo polaganje v posebne vrečke (mešičke), v katerih se hrana s fermentacijo »prebavi« do konsistence, ki lahko prodre skozi celično membrano.

Nekateri so sposobni fagocitoze (grško za "požiranje"). Lahko zajamejo trdne delce (viruse, bakterije), jih prebavijo in tako zagotovijo prehrano.

Evkarionti lahko absorbirajo tudi tekočino. Pinocitoza je sposobnost vseh evkariontskih celic, da absorbirajo molekule vode in druge tekoče snovi, s čimer zadovoljujejo svojo potrebo po pitju.

Značilnosti strukture, razlika v poteku procesov, ki so odgovorni za vitalno aktivnost celic, pa tudi velikost, prisotnost organov, ki opravljajo določene funkcije - vse to bistveno razlikuje evkarionte od bakterij. Zato niso bakterije, ampak ločena vrsta mikroorganizmov.

Delam kot veterinar. Rada imam družabne plese, šport in jogo. Prednost dajem osebnemu razvoju in razvoju duhovnih praks. Najljubše teme: veterina, biologija, gradbeništvo, popravila, potovanja. Tabu: sodna praksa, politika, IT-tehnologije in računalniške igre.