Celler av prokaryoter och eukaryoter har. Vad är en eukaryot: definition av begreppet, strukturella egenskaper

Enhet av cellstruktur.

Innehållet i en cell separeras från den yttre miljön med en speciell struktur - plasmamembran (plasmalemma). Denna isolering gör att du kan skapa en mycket speciell miljö inuti cellen, till skillnad från vad som omger den. Därför kan processer som inte förekommer någon annanstans inträffa i cellen, de kallas livsprocesser.

Den inre miljön i en levande cell, avgränsad av plasmamembranet, kallas cytoplasma. Det inkluderar hyaloplasma(grundläggande genomskinligt ämne) och cellorganeller, samt olika icke-permanenta strukturer - inneslutningar. Organeller som finns i vilken cell som helst inkluderar också ribosomer, där det händer proteinsyntes.

Strukturen av eukaryota celler.

Eukaryoter– Det här är organismer vars celler har en kärna. Kärna- detta är själva organellen i den eukaryota cellen där den ärftliga informationen som registreras i kromosomerna lagras och från vilken den ärftliga informationen transkriberas. Kromosomär en DNA-molekyl integrerad med proteiner. Kärnan innehåller nukleolus- platsen där andra viktiga organeller som är involverade i proteinsyntesen bildas - ribosomer. Men ribosomer bildas bara i kärnan, och de arbetar (dvs syntetiserar protein) i cytoplasman. Vissa av dem är fria i cytoplasman, och vissa är fästa vid membran och bildar ett nätverk, som kallas endoplasmatisk.

Ribosomer- icke-membranorganeller.

Endoplasmatiska retikletär ett nätverk av membranbundna tubuli. Det finns två typer: slät och granulär. Ribosomer finns på membranen i det granulära endoplasmatiska retikulumet, så proteiner syntetiseras och transporteras dit. Och det släta endoplasmatiska retikulumet är platsen för syntes och transport av kolhydrater och lipider. Det finns inga ribosomer på den.

Syntesen av proteiner, kolhydrater och fetter kräver energi, som produceras i den eukaryota cellen av cellens "energistationer" - mitokondrier.

Mitokondrier- dubbelmembranorganeller där cellandningsprocessen sker. Organiska föreningar oxideras på mitokondriella membran och kemisk energi ackumuleras i form av speciella energimolekyler (ATP).

Det finns också en plats i cellen där organiska föreningar kan ansamlas och varifrån de kan transporteras - detta är Golgiapparat, system av platta membranpåsar. Det är involverat i transporten av proteiner, lipider och kolhydrater. Golgi-apparaten producerar också organeller för intracellulär matsmältning - lysosomer.

Lysosomer- Enkelmembranorganeller, karakteristiska för djurceller, innehåller enzymer som kan bryta ner proteiner, kolhydrater, nukleinsyror och lipider.

En cell kan innehålla organeller som inte har en membranstruktur, såsom ribosomer och ett cytoskelett.

Cytoskelett- detta är cellens muskuloskeletala system, inklusive mikrofilament, flimmerhår, flageller, cellcentrum, som producerar mikrotubuli och centrioler.

Det finns organeller som bara är karakteristiska för växtceller - plastider. Det finns: kloroplaster, kromoplaster och leukoplaster. Processen för fotosyntes sker i kloroplaster.

Även i växtceller vakuoler- avfallsprodukter från cellen, som är reservoarer av vatten och föreningar lösta i den. Eukaryota organismer inkluderar växter, djur och svampar.

Strukturen av prokaryota celler.

Prokaryoter- encelliga organismer vars celler inte har en kärna.

Prokaryota celler är små till storleken och lagrar genetiskt material i form av en cirkulär DNA-molekyl (nukleoid). Prokaryota organismer inkluderar bakterier och cyanobakterier, som tidigare kallades blågröna alger.

Om processen med aerob andning inträffar i prokaryoter, används speciella utsprång av plasmamembranet för detta - mesosomer. Om bakterier är fotosyntetiska, sker fotosyntesprocessen på fotosyntetiska membran - tylakoider.

Proteinsyntes i prokaryoter sker kl ribosomer. Prokaryota celler har få organeller.

Hypoteser om ursprunget till organeller i eukaryota celler.

Prokaryota celler dök upp på jorden tidigare än eukaryota celler.

1) symbiotisk hypotes förklarar mekanismen för uppkomsten av vissa organeller i den eukaryota cellen - mitokondrier och fotosyntetiska plastider.

2) Intussusceptionshypotes- anger att ursprunget till den eukaryota cellen kommer från det faktum att urformen var en aerob prokaryot. Organellerna i den uppstod som ett resultat av invagination och lossning av delar av skalet, följt av funktionell specialisering till kärnan, mitokondrier, kloroplaster i andra organeller.

Alla organismer på vår planet består av celler. Celler delas vanligtvis in i eukaryoter och prokaryoter.

Eukaryoter

Först måste du definiera vad eukaryoter är. Om vi ​​översätter denna term från grekiska, så översätts den med att ha kärnan. Kärnan i sådana organismer innehåller den genetiska koden. Sådana organismer inkluderar växter, svampar och djur.

Strukturen hos en eukaryot cell varierar mellan olika organismer. Den eukaryota cellen har en ganska komplex struktur. Alla eukaryota celler består av en kärna och cytoplasma.

Den eukaryota cellen har ett membran som kallas plasmalemma. Det skyddar cellen genom att selektivt tillåta vissa ämnen att komma in i cellen. Cytoplasman ligger intill den från insidan. Olika ämnen lagras i cytoplasman. Cellen har ett endoplasmatiskt retikulum, vilket underlättar cirkulationen av ämnen i hela cellen, såväl som deras överföring från en cell till en annan. Ribosomer, som också finns i cellen, är ansvariga för syntesen av proteiner. Dessutom kan cellen innehålla Golgi-komplexet, mitokondrier, lysosomer och centrioler. Cellkärnan innehåller DNA och är ansvarig för ämnesomsättningen. Den är täckt med ett speciellt skal, med hjälp av vilket metabolism sker mellan kärnan och cytoplasman.

Efter att ha undersökt strukturen hos eukaryoter blir det tydligt vad eukaryoter är och att de inte kan existera utan en kärna. Eukaryota celler är mononukleära och multinukleära. Kärnan kan ha en mängd olika former, vilket beror på formen på själva cellen.

Hur skiljer sig eukaryoter och prokaryoter åt?

Prokaryoter är organismer som finns i celler som saknar kärna. Frånvaron av en kärna är det huvudsakliga sättet att skilja prokaryoter från eukaryoter. Prokaryoter inkluderar till exempel bakterier.

Eukaryoter och prokaryoter skiljer sig också åt i storlek och volym. Eukaryoter är mycket större i storlek än prokaryoter. Eukaryoter är vanligtvis flercelliga organismer, medan prokaryoter är encelliga. Prokaryoter förökar sig genom att helt enkelt dela cellen på mitten, medan eukaryoter har en mer komplex reproduktionsmekanism. DNA från eukaryoter finns i kärnan och prokaryoter i cytoplasman.

10. Vakuol 11. Hyaloplasma 12. Lysosom 13. Centrosom (Centriol)

Eukaryoter, eller Kärn(lat. Eukaryota från grekiska εύ- - bra och κάρυον - kärna) - ett superrike av levande organismer vars celler innehåller kärnor. Alla organismer utom bakterier och arkéer är nukleära.

En av de viktiga klassificeringarna inom cellbiologi är deras uppdelning i prokaryoter och eukaryoter.

På tal om mikrobiologins utveckling är det värt att notera det betydande bidraget från forskaren Pasteur, som var dess grundare. Det var tack vare denna man som områdena immunologi och bioteknik började utvecklas.

Han gav en grundläggande definition av de viktigaste begreppen relaterade till cellen, underbyggde principerna och driften av mekanismen på relevansen av mikroorganismernas roll i alla livssfärer för organismer. Hans verksamhet fortsattes av Koch.

Låt oss försöka ta reda på vilka organismer som tillhör var och en av dessa två huvudklasser av celler. Vilken struktur har celler och vad är deras skillnader? Vad är klassificeringen av var och en av dessa typer.

Hur är de användbara för människor och biosfären, och vilken betydelse har de i allmänhet? Läsaren hittar svar på alla dessa frågor nedan.

Vad är prokaryoter och eukaryoter

Det är känt att alla levande organismer till sin natur är uppdelade i cellulära och icke-cellulära (virus). Dessutom är de förra också indelade i två kategorier: prokaryoter (superkingdom "Pre-nuclear") och eukaryoter (superkingdom "Nuclear").

Prokaryoter inkluderar:

Till eukaryoter:

• svamp;
• växter;
• djur.

Hur skiljer de sig åt? Låt oss titta på det nedan.

Tecken på en eukaryot cell

Man tror att cellorganismer med kärnor dök upp för cirka 1,5 miljarder år sedan. Även om forskare i tidigare tider dåligt förstod essensen av fenomen på cellnivå, började ungefärliga ritningar av denna enhet av organismen ofta dyka upp i deras verk.

Signaturerna i varje anger en utmärkande egenskap hos celler av denna typ - närvaron av en kärna täckt med ett dubbelt lager av membran.

Det är i kärnan som det huvudsakliga genetiska materialet för dessa organismer lagras. Dessutom innehåller den flera nukleoler med större delen av volymen av alla typer av RNA.

Också i en sådan cell finns det andra formationer - organeller som finns i dess cytoplasma. Dessa inkluderar:

• mitokondrier - deras struktur liknar proteiner, de innehåller också DNA;
• lysosomer - är vesiklar som hjälper den allmänna metabolismen av denna cell;
• kloroplaster.

Dessa anslutningar är också åtskilda av membran, vars huvudroll är att koppla samman de olika elementen i organismenheten med den yttre miljön. För att alla element i kompositionen ska fungera bra har denna cell trådar och mikrotubuli för ett komplett "skelett".

Andningsprocessen är vanligare bland levande organismer som bildas av dessa celler.

Struktur av prokaryota celler

Till skillnad från det tidigare superriket har protozoer ingen kärna i cellen.

Istället för en kärna innehåller den en kromosom i cytoplasman, som överför genetiskt material.

De förökar sig helt enkelt genom celldelning. Det finns väldigt få olika typer av strukturer i cellulär vätska. De är också täckta med ett membran. De innehåller ribosomer.

Låt oss titta på huvudrepresentanterna för detta superrike.

Bakterier och cyanobakterier

Den förra hänvisar till encelliga mikroorganismer. Med hjälp av flageller är de väldigt rörliga.

De lever inom livets alla områden. De skyddas från den yttre miljön av murein och ett speciellt skal.

Den andra typen representeras av de enklaste cellerna med små ribosomer och en ärftlig kromosom.

Tång

De lever främst i vattenmiljöer och på mark. De har autotrofisk näring. Deras flytförmåga bestäms av vakuoler. Dessutom kännetecknas de, liksom representanter för växtriket, av fotosyntes.

Exempel är grönalger. De reproducerar också genom enkel division. Under mycket ogynnsamma förhållanden kan sporer användas för rörelse.

Likheter och skillnader mellan prokaryoter och eukaryoter

Den jämförande tabellen "Karakteristika för överriket" visar tecken med vilka det är lätt att identifiera de viktigaste skillnaderna.

Slutsats

Så utan representanter för dessa två superriken är det omöjligt att föreställa sig livet på jorden. Vad är deras roll i naturen? Det är enkelt: protozoer är organismer utan vilka nästan alla biokemiska processer i ett biosystem är omöjliga. Dessutom är många involverade i processen för fotosyntes och fungerar som en näringskälla och andning för växter.

Eukaryoter ger inte bara mat åt andra, utan är också den huvudsakliga reglerande kraften för populationen av olika arter, det vill säga en av mekanismerna för naturligt urval.

Prokaryota organismer inkluderar bakterier - främst bakterier i traditionell mening, sedan blågröna alger (cyanobakterier) och nyligen upptäckta grönalgliknande organismer (kloroxibakterier), samt vissa flercelliga organismer som aktinobakterier (aktinomyceter) och frukt- bildar myxobakteriekroppar.

Alla dessa är mikrober. Namnet "prokaryoter" kommer från de grekiska orden pro (före) och karyon (frö, kärna). Prokaryota celler är i allmänhet mindre än eukaryota celler. En prokaryotisk struktur som bär gener, ibland felaktigt kallad bakteriell kromosom, bör kallas genophore. Det är en cirkulär DNA-sträng som inte finns i kärnan omgiven av ett membran; i ett elektronmikroskop ser genoforen ut som ett relativt genomskinligt område, vilket kallas nukleoid. I en eukaryot cell är genbärare kromosomer belägna i kärnan, avgränsade av ett membran. I exceptionellt tunna, genomskinliga preparat kan levande kromosomer ses med hjälp av ett ljusmikroskop; oftare studeras de i fixerade och färgade celler (i motsats till genoforen hos prokaryoter färgas kromosomerna röda med Feulgens reagens). Kromosomer är uppbyggda av DNA, som är i komplex med fem histonproteiner, rika på arginin och lysin och utgör en betydande del av kromosommassan i de flesta eukaryoter (mer än hälften). Histoner ger kromosomerna ett antal karakteristiska egenskaper - elasticitet, kompakt vikning och färgbarhet. De är dock inte involverade i kromosomernas förmåga att röra sig, vilket den mitotiska spindeln eller liknande mikrotubulisystem är ansvariga för.

Alla allmänt kända organismer - alger, protozoer, mögelsvampar, högre svampar, djur och växter - består av eukaryota celler. Cellerna i dessa organismer (med undantag för vissa protoctister) delar sig genom mitos - den så kallade indirekta divisionen, där kromosomerna "delar" i längdriktningen och sprids i två grupper till motsatta poler av cellen. Ordet mitos i den här boken kommer att användas i klassisk mening - bara när vi talar om kromosomer och den mitotiska apparaten; detta koncept inkluderar inte den exakta direkta distributionen av gener som utgör länkgruppen (genoforen) i bakterier. Prokaryota celler kan dela sig genom förträngning i lika delar eller genom att knoppas till ojämna delar, men de delar sig aldrig genom mitos.

Prokaryoter förökar sig vanligtvis asexuellt. Hos många av dem är den sexuella processen helt okänd och avkomman har bara en förälder (i den här boken definieras sexuell fortplantning som varje process där varje avkomma har mer än en förälder - vanligtvis två). Hos prokaryoter med förmåga till sexuell fortplantning är reproduktionssystemen enkelriktade i den meningen att donatorceller ("manliga") överför sina gener till mottagarceller ("kvinnliga"). Antalet gener som överförs varierar från en konjugation till en annan: generna bildar en lång DNA-molekyl, och vanligtvis överförs bara en liten del av arvsmassan (men ibland nästan hela arvsmassan). Under konjugeringen av bakterier sker inte sammansmältningen av cellernas cytoplasma, vilket sker hos alla djur, hos svampar (under sammansmältningen av hyfer) och hos många växter och protoktister. Den nya prokaryota organismen, som kallas rekombinant, består av själva mottagarcellen, där vissa gener har ersatts med gener från donatorn. Således, i prokaryoter, bidrar föräldrar nästan aldrig lika mycket. Å andra sidan, i en sexuellt genererad eukaryot cell (zygot), är föräldrarnas bidrag lika eller nästan lika: den nya eukaryota individen får vanligtvis hälften av sina gener och lite nukleoplasma och cytoplasma från varje förälder.

Kromosomer är gjorda av DNA och proteiner, men preparat av isolerade kromosomer innehåller ofta också en betydande inblandning av RNA från andra delar av kärnan. Detta RNA, förmodligen både budbärare och ribosomalt, fäster lätt på isolerade kromosomer. Den eukaryota kärnan innehåller också nukleoler, bestående av prekursorerna till cytoplasmatiska ribosomer - RNA-kedjor av varierande längd och ett stort antal proteiner. Andra organeller som är unika för eukaryota celler är mitokondrier, plastider, centrioler och kinetosomer med sina undulipodier. Med undantag för mikrotubuli, som finns både i och utanför kärnan, ligger alla dessa organeller utanför kärnmembranet.

Alla motoriska organeller i en eukaryot cell är cirka 0,25 µm tjocka; Av dessa kallas de längre (från 10 till 15 µm) och som finns i ett litet antal i varje cell traditionellt för flageller, och de kortare och mer talrika kallas flimmerhår. Elektronmikroskopi avslöjade en slående strukturell likhet mellan alla eukaryota cilier och flageller: i ett tvärsnitt kan man i alla fall se samma arrangemang av proteinmikrotubuli (9 + 2), som var och en har en diameter på cirka 0,024 μm. Dessa organeller är mycket mer komplexa än bakteriella flageller och har en helt annan struktur och proteinsammansättning. Det är dags för deras namn att återspegla ny information; därför, i vår bok för flimmerhår, flageller och relaterade organeller av eukaryoter (till exempel för den axiella filamenten i spermiernas svans, för de strukturella enheterna av cirrus i ciliater och andra strukturer av 9 + 2-typen och deras derivator , utvecklande från kinetosomer, som själva har i tvärsnittsstruktur 9 + 0) används termen undulipodium. Namnet flagellum är reserverat för tunna bakteriella flageller och strukturer som är homologa med dem, såsom de axiella fibrillerna hos spiroketer; flageller är vanligtvis för små för att kunna ses med ett konventionellt ljusmikroskop. Denna mindre tvetydiga terminologi är baserad på T. Yangs och hans kollegors överväganden.

Allmänt kända prokaryoter och eukaryoter

Skillnader mellan prokaryoter och eukaryoter