Prokaryotické 2 eukaryotické. Porovnávacie charakteristiky bunkovej štruktúry prokaryotov a eukaryotov

Prokaryotická bunka je oveľa jednoduchšia ako živočíšne a rastlinné bunky. Z vonkajšej strany je pokrytá bunkovou stenou, ktorá plní ochranné, formačné a transportné funkcie. Tuhosť bunkovej steny zabezpečuje mureín. Niekedy je bakteriálna bunka na vrchu pokrytá kapsulou alebo sliznicou.

Protoplazma baktérií, podobne ako eukaryoty, je obklopená plazmatická membrána. Vakové, tubulárne alebo lamelárne invaginácie membrány obsahujú mezozómy zapojené do procesu dýchania, bakteriochlorofyl a iné pigmenty. Genetický materiál prokaryotov netvorí jadro, ale nachádza sa priamo v cytoplazme. Bakteriálna DNA je jedna kruhová molekula, z ktorých každá pozostáva z tisícov a miliónov nukleotidových párov. Genóm bakteriálnej bunky je oveľa jednoduchší ako genóm buniek vyvinutejších tvorov: bakteriálna DNA obsahuje v priemere niekoľko tisíc génov.

Neprítomné v prokaryotických bunkách endoplazmatického retikula, A ribozómy voľne plávať v cytoplazme. Prokaryoty nemajú mitochondrie; Ich funkcie čiastočne vykonáva bunková membrána.

Prokaryoty

Baktérie sú najmenšie organizmy s bunkovou štruktúrou; ich veľkosti sa pohybujú od 0,1 do 10 mikrónov. Typický tlačový bod môže pojať státisíce stredne veľkých baktérií. Baktérie je možné vidieť iba cez mikroskop, preto sa nazývajú mikroorganizmy alebo mikróby; skúmajú sa mikroorganizmy mikrobiológie . Odvetvie mikrobiológie, ktoré študuje baktérie, sa nazýva bakteriológia . Táto veda začala Anthony van Leeuwenhoek v 17. storočí.

Kvôli možnosti výmeny génov medzi zástupcami rôzne druhy a dokonca aj rody systematizovať prokaryoty je dosť ťažké. Uspokojivá taxonómia prokaryotov ešte nebola vytvorená; všetky existujúce systémy sú umelé a klasifikujú baktérie podľa niektorej skupiny charakteristík, pričom nezohľadňujú ich fylogenetický vzťah. Predtým baktérie spolu s huby A riasy zaradené do podríša nižších rastlín. V súčasnosti sú baktérie klasifikované ako samostatné superkráľovstvo prokaryotov. Najbežnejší klasifikačný systém je Bergeyho systém, ktorý je založený na štruktúre bunkovej steny.

Na konci 20. storočia vedci zistili, že bunky relatívne málo prebádanej skupiny baktérií - archebaktérie – obsahovať rRNA, ktorá sa svojou štruktúrou líši od r-RNA prokaryotov aj od r-RNA eukaryotov. Štruktúra genetického aparátu archaebaktérií (prítomnosť intróny a opakujúce sa sekvencie, spracovanie, formulár ribozómy) ich približuje k eukaryotom; na druhej strane, archebaktérie majú aj typické znaky prokaryotov (neprítomnosť jadra v bunke, prítomnosť bičíkov, plazmidov a plynových vakuol, veľkosť rRNA, fixácia dusíka). Nakoniec sa archebaktérie líšia od všetkých ostatných organizmov štruktúrou ich bunkovej steny, typom fotosyntézy a niektorými ďalšími charakteristikami. Archaebaktérie sú schopné existovať v extrémnych podmienkach (napríklad v horúcich prameňoch pri teplotách nad 100 °C, v hĺbkach oceánu pri tlaku 260 atm, v nasýtených soľných roztokoch (30% NaCl)). Niektoré archebaktérie produkujú metán, iné využívajú zlúčeniny síry na výrobu energie.

Zdá sa, že archebaktérie sú veľmi starou skupinou organizmov; „extrémne“ možnosti označujú podmienky charakteristické pre povrch Zeme v Archejská éra. Predpokladá sa, že archaebaktérie sú najbližšie k hypotetickým „probunkám“, ktoré následne viedli k vzniku všetkej rozmanitosti života na Zemi.

IN v poslednej dobe ukázalo sa, že existujú tri hlavné typy rRNA, prezentované, respektíve prvé - v eukaryotických bunkách, druhé - v bunkách skutočných baktérií, ako aj v mitochondrie A chloroplasty eukaryoty, tretí - v archaebaktériách. Výskum v oblasti molekulárnej genetiky nás prinútil pozrieť sa nanovo na teóriu pôvodu eukaryotov. Teraz sa verí, že na starovekej Zemi sa súčasne vyvinuli tri rôzne vetvy prokaryotov - archaebaktérie, eubaktérie a urkaryoty , vyznačujúci sa rôznymi štruktúrami a rôznymi spôsobmi získavanie energie. Urkaryoty, ktoré boli v podstate jadrovo-cytoplazmatickou zložkou eukaryotov, boli následne zaradené ako symbiontov zástupcovia rôznych skupín eubaktérií, ktoré sa zmenili na mitochondrie a chloroplasty budúcich eukaryotických buniek.

Poradie triedy, ktoré bolo predtým pridelené archebaktériám, je teda jednoznačne nedostatočné. V súčasnosti majú mnohí výskumníci tendenciu rozdeliť prokaryoty do dvoch kráľovstiev: archaebaktérie a skutočné baktérie (eubaktérie ) alebo dokonca oddeliť archebaktérie do samostatného superkráľa Archaea.

Klasifikácia skutočných baktérií je uvedená v schémy.

IN bakteriálna bunka Neexistuje žiadne jadro, chromozómy sú voľne umiestnené v cytoplazme. Okrem toho bakteriálna bunka nemá membránové organely: mitochondrie, EPS, Golgiho aparát atď. Vonkajšia strana bunkovej membrány je pokrytá bunkovou stenou.

Väčšina baktérií sa pohybuje pasívne, využívajúc prúdy vody alebo vzduchu. Len niektoré z nich majú pohybové organely - bičíky . Prokaryotické bičíky majú veľmi jednoduchú štruktúru a pozostávajú z bičíkového proteínu, ktorý tvorí dutý valec s priemerom 10–20 nm. Zaskrutkujú sa do média a poháňajú bunku dopredu. Zrejme ide o jedinú v prírode známu stavbu, ktorá využíva princíp kolesa.

Podľa tvaru sú baktérie rozdelené do niekoľkých skupín:

koky (majú okrúhly tvar);

bacily (majú tyčovitý tvar);

spirilla (majú tvar špirály);

vibrácie (majú tvar čiarky).

Podľa spôsobu dýchania sa baktérie delia na aeróby (väčšina baktérií) a anaeróbov (pôvodcovia tetanu, botulizmu, plynatej gangrény). Tí prví potrebujú na dýchanie kyslík, pre tých druhých je kyslík zbytočný alebo dokonca jedovatý.

Správanie baktérií nie je obzvlášť zložité. Chemické receptory registrujú zmeny v kyslosti a koncentrácii prostredia rôzne látky: cukry, aminokyseliny, kyslík. Mnohé baktérie reagujú na zmeny teploty alebo svetla a niektoré baktérie dokážu vnímať magnetické pole Zeme.

o nepriaznivé podmienky baktéria je pokrytá hustou škrupinou, cytoplazma je dehydratovaná a životná aktivita takmer ustáva. V tomto stave môžu spóry baktérií zostať v hlbokom vákuu celé hodiny a tolerovať teploty od –240 °C do +100 °C.

Bunka je základnou jednotkou štruktúry a životnej činnosti všetkých nažive organizmov(okrem vírusy, ktoré sú často označované ako nebunkové formy života), majúce vlastný metabolizmus, schopné samostatnej existencie, sebareprodukcie a vývoja. Všetky živé organizmy sú buď mnohobunkové zvierat, rastliny A huby, pozostávajú z mnohých buniek, alebo podobne ako mnohé prvoky A baktérie, sú jednobunkové organizmy. Odvetvie biológie, ktoré študuje štruktúru a fungovanie buniek, sa nazýva cytológie. V poslednej dobe sa tiež bežne hovorí o bunkovej biológii, alebo bunkovej biológii.

Charakteristické znaky rastlín a živočíšna bunka

Kontraktilné, tráviace, vylučovacie vakuoly. Zvyčajne malé.

Všeobecné znaky 1. Jednota štruktúrnych systémov - cytoplazma a jadro. 2. Podobnosť metabolických a energetických procesov. 3. Jednota princípu dedičného zákonníka. 4. Univerzálna membránová štruktúra. 5. Jednota chemického zloženia. 6. Podobnosti v procese delenia buniek.

Bunková štruktúra

Všetky bunkové formy života na Zemi možno rozdeliť do dvoch superkráľov na základe štruktúry ich buniek:

prokaryoty (prednukleárne) - jednoduchšie v štruktúre a vznikli skôr v procese evolúcie;

eukaryoty (jadrové) - zložitejšie, vznikli neskôr. Bunky, ktoré tvoria ľudské telo, sú eukaryotické.

Napriek rôznorodosti foriem podlieha organizácia buniek všetkých živých organizmov spoločným štruktúrnym princípom.

Obsah bunky je oddelený od prostredia plazmatickou membránou alebo plazmalemou. Vnútri bunky je vyplnená cytoplazma, v ktorej sa nachádzajú rôzne organely a bunkové inklúzie, ako aj genetický materiál vo forme molekuly DNA. Každá organela bunky plní svoju vlastnú špeciálnu funkciu a všetky spolu určujú životnú aktivitu bunky ako celku.

Prokaryotická bunka kapsule, bunkovej steny, plazmalema, cytoplazme,ribozómy, plazmid, vypil, bičík,nukleoid.

Prokaryoty (od lat. pro- pred, pred a grécky κάρῠον - jadro, orech) - organizmy, ktoré sa na rozdiel od eukaryotov nevytvorili bunkové jadro a iné vnútorné membránové organely (s výnimkou plochých cisterien u fotosyntetických druhov, napr. cyanobaktérie). Jedna veľká kruhová (u niektorých druhov lineárna) dvojvláknová molekula DNA, ktorý obsahuje väčšinu genetického materiálu bunky (tzv nukleoid) netvorí komplex s bielkovinami - históny(tzv chromatín). Prokaryoty zahŕňajú baktérie vrátane cyanobaktérie(modro-zelené riasy), a archaea. Potomkami prokaryotických buniek sú organely eukaryotické bunky - mitochondrie A plastidy. Hlavným obsahom bunky, vypĺňajúcej celý jej objem, je viskózna granulárna cytoplazma.

Eukaryotická bunka

Eukaryoty sú organizmy, ktoré majú na rozdiel od prokaryotov bunkovú štruktúru jadro, ohraničený od cytoplazmy jadrovým obalom. Genetický materiál je obsiahnutý v niekoľkých lineárnych dvojvláknových molekulách DNA (v závislosti od typu organizmu sa ich počet na jedno jadro môže pohybovať od dvoch do niekoľkých stoviek), pripojených zvnútra k membráne bunkového jadra a tvoriacich sa v obrovskom väčšina (okrem dinoflageláty) komplex s bielkovinami- históny, volal chromatín. Eukaryotické bunky majú systém vnútorných membrán, ktoré okrem jadra tvoria množstvo ďalších organoidy (endoplazmatického retikula, Golgiho aparát atď.). Navyše drvivá väčšina má trvalé vnútrobunkové symbiontov- prokaryoty - mitochondrie, a v riasach a rastlinách - tiež plastidy.

Štruktúra eukaryotickej bunky

Schematické znázornenie živočíšnej bunky. (Kliknutím na ktorýkoľvek z názvov komponentov bunky sa dostanete na príslušný článok.)

Povrchový komplex živočíšnej bunky

Pozostáva z glykokalyxy, plazmalemy a spodnej kortikálnej vrstvy. cytoplazme. Plazmatická membrána sa tiež nazýva plazmalema, vonkajšia membrána bunky. Ide o biologickú membránu s hrúbkou asi 10 nanometrov. Poskytuje predovšetkým vymedzovaciu funkciu vo vzťahu k vonkajšiemu prostrediu bunky. Okrem toho vystupuje dopravná funkcia. Bunka neplytvá energiou na udržanie integrity svojej membrány: molekuly sú držané pohromade podľa rovnakého princípu, akým sú držané pohromade molekuly tuku – hydrofóbne Termodynamicky je výhodnejšie, ak sú časti molekúl umiestnené vo vzájomnej tesnej blízkosti. Glykokalyx sú molekuly oligosacharidov, polysacharidov, glykoproteínov a glykolipidov „ukotvené“ v plazmaleme. Glykokalyx vykonáva receptorové a markerové funkcie. Plazmatická membrána zvierat Bunky pozostávajú hlavne z fosfolipidov a lipoproteínov rozptýlených s proteínovými molekulami, najmä povrchovými antigénmi a receptormi. V kortikálnej (susednej s plazmatickou membránou) vrstve cytoplazmy sú špecifické cytoskeletálne elementy - aktínové mikrofilamenty usporiadané určitým spôsobom. Hlavnou a najdôležitejšou funkciou kortikálnej vrstvy (kôry) sú pseudopodiálne reakcie: vysunutie, pripevnenie a kontrakcia pseudopodií. V tomto prípade sa mikrofilamenty preskupujú, predlžujú alebo skracujú. Tvar bunky (napríklad prítomnosť mikroklkov) závisí aj od štruktúry cytoskeletu kortikálnej vrstvy.

Jednou z dôležitých klasifikácií v bunkovej biológii je ich rozdelenie na prokaryoty a eukaryoty.

Keď už hovoríme o vývoji mikrobiológie, stojí za zmienku významný prínos vedca Pasteura, ktorý bol jej zakladateľom. Práve vďaka tomuto mužovi sa začali rozvíjať oblasti imunológie a biotechnológie.

Podal základnú definíciu hlavných pojmov súvisiacich s bunkou, podložil princípy a fungovanie mechanizmu na význame úlohy mikroorganizmov vo všetkých sférach života organizmov. V jeho činnosti pokračoval Koch.

Pokúsme sa zistiť, ktoré organizmy patria do každej z týchto dvoch hlavných tried buniek. Akú štruktúru majú bunky a aké sú ich rozdiely? Aká je klasifikácia každého z týchto typov.

Ako sú užitočné pre človeka a biosféru a aký je ich význam vo všeobecnosti? Čitateľ nájde odpovede na všetky tieto otázky nižšie.

Čo sú to prokaryoty a eukaryoty

Je známe, že všetky živé organizmy sa svojou povahou delia na bunkové a nebunkové (vírusy). Okrem toho sú tie prvé rozdelené do 2 kategórií: prokaryoty (superkráľovstvo „Pre-jadrové“) a eukaryoty (superkráľovstvo „jadrové“).

Prokaryoty zahŕňajú:

Pre eukaryoty:

• huby;
• rastliny;
• zvierat.

V čom sa líšia? Pozrime sa na to nižšie.

Známky eukaryotickej bunky

Verí sa, že jadrové bunkové organizmy sa objavil asi pred 1,5 miliardami rokov. Hoci v minulosti vedci slabo pochopili podstatu javov bunkovej úrovni, no v ich dielach sa často začali objavovať približné kresby tejto jednotky organizmu.

Podpisy v každom štáte jeden charakteristický znak bunky tohto typu– prítomnosť jadra pokrytého dvojitou vrstvou membrány.

Práve v jadre je uložený hlavný genetický materiál týchto organizmov. Okrem toho obsahuje niekoľko jadierok s väčšinou objemu všetkých typov RNA.

Aj v takejto bunke existujú ďalšie formácie - organely, ktoré sa nachádzajú v jej cytoplazme. Patria sem:

• mitochondrie – svojou štruktúrou pripomínajú bielkoviny, obsahujú aj DNA;
• lyzozómy - sú vezikuly, ktoré pomáhajú všeobecnému metabolizmu tejto bunky;
• chloroplasty.

Tieto spojenia sú tiež oddelené membránami, ktorých hlavnou úlohou je spájať rôzne prvky jednotky organizmu s vonkajším prostredím. Aby všetky prvky kompozície dobre fungovali, táto bunka má vlákna a mikrotubuly pre kompletnú „kostru“.

Proces dýchania je bežnejší medzi živými organizmami tvorenými týmito bunkami.

Štruktúra prokaryotických buniek

Na rozdiel od predchádzajúceho superkráľovstva prvoky nemajú jadro v bunke.

Namiesto jadra je v cytoplazme jeden chromozóm, ktorý prenáša genetický materiál.

Rozmnožujú sa jednoducho delením buniek. V bunkovej tekutine je veľmi málo rôznych typov štruktúr. Sú tiež pokryté membránou. Obsahujú ribozómy.

Pozrime sa na hlavných predstaviteľov tohto superkráľovstva.

Baktérie a sinice

Prvý sa týka jednobunkových mikroorganizmov. S pomocou bičíkov sú veľmi mobilné.

Žijú vo všetkých oblastiach života. Od vonkajšie prostredie sú chránené mureínom a špeciálnou škrupinou.

Druhý typ predstavujú najjednoduchšie bunky s malými ribozómami a jedným dedičným chromozómom.

Morské riasy

Žijú hlavne vo vodnom prostredí a na pôde. Majú autotrofnú výživu. Ich vztlak určujú vakuoly. Okrem toho sa rovnako ako predstavitelia rastlinnej ríše vyznačujú fotosyntézou.

Medzi príklady patria zelené riasy. Rozmnožujú sa aj jednoduchým delením. Za veľmi nepriaznivých podmienok môžu byť spóry použité na pohyb.

Podobnosti a rozdiely medzi prokaryotmi a eukaryotmi

Porovnávacia tabuľka „Charakteristiky Overkingdoms“ ukazuje znaky, podľa ktorých je ľahké identifikovať hlavné rozdiely.

Záver

Takže bez predstaviteľov týchto dvoch superkráľov je nemožné si predstaviť život na Zemi. Aká je ich úloha v prírode? Je to jednoduché: prvoky sú organizmy, bez ktorých sú takmer všetky biochemické procesy v biosystéme nemožné. Okrem toho sa mnohé podieľajú na procese fotosyntézy a slúžia ako zdroj výživy a dýchania pre rastliny.

Eukaryoty poskytujú nielen potravu pre ostatných, ale sú aj hlavnou regulačnou silou populácie rôzne typy, teda jeden z mechanizmov prirodzeného výberu.

Prečítajme si informácie.

Cell - komplexný systém, pozostávajúci z troch štruktúrnych a funkčných subsystémov povrchového aparátu, cytoplazmy s organelami a jadra.

Prokaryoty(prednukleárne) - bunky, ktoré na rozdiel od eukaryotov nemajú vytvorené bunkové jadro a iné vnútorné membránové organely.

Prokaryotické bunky zahŕňajú bakteriálne bunky (modrozelené riasy).

Štruktúra prokaryotických buniek

Murein(peptidoglykán) je základnou zložkou bakteriálnej bunkovej steny, ktorá poskytuje podporu a ochranné funkcie. Má sieťovanú štruktúru a tvorí pevný vonkajší rám bunky. Pozostáva zo sacharidov a bielkovín. Látky, ktoré ničia baktérie (lyzozým, antibiotiká), ničia mureín alebo narúšajú jeho tvorbu.

Sinice(modrozelené riasy) sú skupinou veľkých gramnegatívnych baktérií schopných fotosyntézy.

Archaea- skupina mikroskopických jednobunkových prokaryotov, ktoré sa v množstve fyziologických a biochemických vlastností výrazne líšia od pravých baktérií (eubaktérií). Skupina archebaktérií bola identifikovaná v roku 1977. Medzi nimi nie sú žiadne patogény infekčných chorôb.

tylakoidy- membránou ohraničené kompartmenty v rámci chloroplastov a cyanobaktérií. V tylakoidoch sa vyskytujú fotosyntetické reakcie závislé od svetla.

Recepcia vo fyziológii - vnímanie podnetov uskutočňovaných receptormi a transformácia na nervovú excitáciu.

Polysome(polyribozóm) - štruktúra bunkovej cytoplazmy, ktorá pozostáva z niekoľkých ribozómov spojených molekulami messenger RNA.

Bakteriálne bičíky- pozostáva z troch podkonštrukcií:

• vlákno (fibrila, vrtuľa) - duté proteínové vlákno s hrúbkou 10-20 nm a dĺžkou 3-15 mikrónov.
• háčik - proteínový útvar hrubší ako vlákno (20-45 nm).
• bazálneho tela- útvar nachádzajúci sa na báze bičíka. Má tvar valca. Dĺžka cca 0,5 mikrónu.

Plazmidy- ďalšie faktory dedičnosti umiestnené v bunkách mimo chromozómov a predstavujúce kruhové (uzavreté) alebo lineárne molekuly DNA.

Použitá literatúra:

1. Biológia: kompletný sprievodca pripraviť sa na jednotnú štátnu skúšku. / G.I. - M.: AST: Astrel; Vladimír; VKT, 2009

2.Biológia: učebnica. pre žiakov 11. ročníka všeobecného vzdelávania. Inštitúcie: Základná úroveň / Ed. Prednášal prof. I.N. - 2. vyd., prepracované. - M.: Ventana-Graf, 2008.

3. Biológia pre študentov vysokých škôl. Intenzívny kurz / G.L.Bilich, V.A.Kryzhanovsky. - M.: Vydavateľstvo Onyx, 2006.

4. Všeobecná biológia: učebnica. pre 11. ročník všeobecné vzdelanie inštitúcie / V.B.Zacharov, S.G.Sonin. - 2. vyd., stereotyp. - M.: Drop, 2006.

5.Biológia. Všeobecná biológia. Ročníky 10-11: učebnica. pre všeobecné vzdelanie inštitúcie: základná úroveň / D.K Belyaev, P.M Borodin, N.N Vorontsov a ďalší, ed. D.K. Belyaeva, G.M. Ross. akad. Vedy, Ross. akad. školstvo, vydavateľstvo „Osveta“. - 9. vyd. - M.: Vzdelávanie, 2010.

6.Biológia: učebnica / referenčná príručka / A.G. Lebedev. M.: AST: Astrel. 2009.

7.Biológia. Úplný kurz všeobecného vzdelávania stredná škola: tréningový manuál pre školákov a žiadateľov / M.A. Valovaya, N.A. Sokolova, A.A. Kamenský. - M.: Skúška, 2002.

Použité internetové zdroje:

Wikipedia. Flagellum

Muskuloskeletálne štruktúry bunky

Rozdeľuje všetky bunky (resp živé organizmy) na dva typy: prokaryoty A eukaryoty. Prokaryoty sú bunky alebo organizmy bez jadra, medzi ktoré patria vírusy, prokaryotické baktérie a modrozelené riasy, v ktorých bunka pozostáva priamo z cytoplazmy, v ktorej sa nachádza jeden chromozóm - molekula DNA(niekedy RNA).

Eukaryotické bunky majú jadro obsahujúce nukleoproteíny (histónový proteín + komplex DNA), ako aj iné organoidy. Eukaryoty zahŕňajú väčšinu moderných jednobunkových a mnohobunkových živých organizmov známych vede (vrátane rastlín).

Štruktúra eukaryotických granoidov.

Bunkové jadro je hlavná a najzložitejšia organela bunky, preto ju budeme uvažovať