Эукариотической клеткой является
Бактерии относятся к доядерным одноклеточным микроорганизмам прокариотам, то есть у них отсутствует ядерная белковая оболочка – упаковка для ДНК. Также их структура более упрощена по сравнению с клетками животных и растений. Основной тип питания – это фотосинтез (при помощи энергии света) или хемосинтез (окисление веществ). К прокариотам относятся также археи, сине-зеленые водоросли.
Эукариоты – это надцарство живых организмов, клетки которых имеют ядро, и его оболочка четко оформлена. С греческого языка термин переводится как «хорошее ядро», вот почему выбрано именно это название.
К этому надцарству принадлежат растения, животные, грибы, простейшие, грибоподобные организмы слизевики, водоросли.
Существует теория, что древняя цианобактерия около 2,5 млрд. лет назад была захвачена клеткой – предшественником эукариота, что обусловило появление абсолютно новых микроорганизмов. Некоторые отдельные органеллы эукариотов (к примеру, митохондрии и пластиды) очень похожи на бактерий по строению и особенностям жизнедеятельности. Они также размножаются делением, имеют собственный генетический аппарат.
Почему эукариоты не являются бактериями или археями
От бактерий (прокариотов) и архей основным отличием эукариотов является расположение генетического аппарата в окружении двойной мембраны, защищенного крепкой оболочкой ядра. Встречаются многоядерные организмы. У них линейная ДНК, связанная с гистонами – белками, в которые упакованы нити. У бактерий же ДНК кольцевидная, не связанная гистонами.
Клетка насчитывает десятки постоянных структур – ее органоидов, обеспечивающих жизнедеятельность, каждый из которых отделен мембраной одной или несколькими. Это достаточно редко встречается у прокариотов.
Наличие митохондрий (органеллы в форме сферы или эллипса, отделенные двумя мембранами) обеспечивает выработку энергии за счет окисления органических соединений, которая является источником функционирования организма. Простейшее-паразит трипаносома имеет одну большую митохондрию, амеба – около 0,5 млн., у прокариотов их нет вообще.
Наличие пластид, которые могут состоять из 4 мембран, также существенно отличает прокариотов от эукариотов. Пластиды окружены внешней и внутренней мембраной и выполняют:
- функции фотосинтеза,
- синтез аминокислот, пуринов, абсцизовой кислоты и других важных соединений.
Пластиды обеспечивают запасы липидов, крахмала, железа.
Размеры эукариотов в тысячи раз больше прокариотов. Вот почему для сохранения жизни им необходимо поглощать большое количество белка в качестве питания. Это обусловило появление хищных организмов.
Особенности строения
Стандартная клетка состоит из следующих структур:
- ядро,
- рибосома,
- везикула,
- шероховатый эндоплазматический ретикулум,
- аппарат Гольджи,
- гладкий эндоплазматический ретикулум,
- митохондрия,
- вакуоль,
- гиалоплазма,
- лизосома,
- центросома,
- меланосома,
- реснички, жгутики,
- клеточная стенка.
Ядро содержит ядрышко, которое не имеет мембранной оболочки. Оно хорошо различимо под электронным микроскопом. В ядрышке происходит синтез РНК. Ядро обеспечивает хранения ДНК – наследственной информации, ее передачу, реализацию, воспроизводство.
Рибосома, являясь органоидом, имеет форму сферы, осуществляет трансляцию (синтез белка из аминокислот). Рибосомы бывают большие и маленькие.
Везикула – небольшой органоид, отделенный мембраной, образующий внутриклеточную сумку для транспортировки или преобразования питательных веществ, хранения ферментов.
Шероховатый (гранулярный) эндоплазматический ретикулум состоит из разветвлений, характеризуется наличием пузырьков, трубочек и полостей. Он окружен мембранной оболочкой. На его поверхности содержатся рибосомы, осуществляющие синтез белков.
Аппарат Гольджи — структура, состоящая из мембран и «цистерн», помогающая выведению из гранулярного эндоплазматического ретикулума веществ. По внешнему виду напоминает трубки, собранные в стопки. В цистернах происходит созревание белков, в каждом отделе содержится свой набор ферментов. Везикулы, отделяясь от ретикулума, непрерывно присоединяются к аппарату Гольджи. Когда белок готов переместиться, пузырьки отсоединяются и доставляются к необходимой органелле. Аппарат Гольджи сортирует вещества, оправляя некоторые из них к плазматической мембране, другие к лизосомам.
Гладкий (агранулярный) эндоплазматический ретикулум не имеет рибосом. Отвечает за процессы метаболизма. Осуществляет синтез липидов, жирных кислот, стероидов. Ткани печени и надпочечников состоят из гладкого эндоплазматического ретикулума.
Митохондрии – органоиды, окисляющие органические соединения, используя энергию для обеспечения жизни всего организма. Могут различаться по формам, количество, содержащееся в одной клетке, может варьировать от одной митохондрии до сотен тысяч. В ней содержится кольцевая спиральная молекула ДНК.
Вакуоли развиваются из пузырьков мембран. Их имеют не все эукариоты. Выполняют функцию накопления воды, выводят продукты распада. Бывают пищеварительными, пульсирующими.
Гиалоплазма – это внутриклеточная жидкость.
Лизосома – органоид, вид везикул, окруженный мембраной, содержащий в себе ферменты. Выполняет функцию переваривания молекул, посредством секреции. Прокариоты не имеют лизосом.
Центросома регулирует процессы клеточного деления, образования трубочек, являясь немембранным органоидом. Участвует в формировании жгутиков, ресничек.
Меланосома присутствует у животных, содержит светопоглощающие пигменты, в частности, меланин.
Реснички – это тоненькие волоски на поверхности клеточной стенки, покрытые мембраной, являющиеся рецепторами. Они есть у инфузорий, губок, реснитчатых червей. Их имеют клетки эпителия кишечника, дыхательные пути – бронхи, мозговые желудочки, евстахиева труба.
Жгутики могут быть также у прокариотов. У бактерий они намного тоньше, короче, не могут изгибаться. Жгутики эукариотов длиннее ресничек, хотя схожи с ними по структуре. У архебактерий жгутики несколько тоньше, отличаются строением.
Клеточная стенка, в первую очередь, обеспечивает защиту всех внутренних структур от внешних факторов, а также выполняет транспортировку веществ. Состоит из муреина, структура которого влияет на степень окрашивания ее по методу Грама. Некоторые бактерии, водоросли, грибы, археи тоже имеют клеточную стенку. Также бактерии могут образовывать капсулу – слизистую структуру из полисахаридов, большого количества воды вокруг стенки.
Источник: probakterii.ru
Прокариотическая клетка
Рис. 4 Строение типичной клетки прокариот: капсула, клеточная стенка, плазмалемма, цитоплазма, рибосомы, плазмида, пили, жгутик, нуклеоид.
Прокариоты — организмы, не обладающие, в отличие от эукариот, оформленным клеточным ядром и другими внутренними мембранными органоидами. Единственная крупная кольцевая (у некоторых видов — линейная) двухцепочечная молекула ДНК, в которой содержится основная часть генетического материала клетки (так называемый нуклеоид) не образует комплекса с белками. К прокариотам относятся бактерии, в том числе цианобактерии (сине-зелёные водоросли), и археи. Потомками прокариотических клеток являются органеллы эукариотических клеток — митохондрии и пластиды.
Эукариоты — организмы, обладающие, в отличие от прокариот, оформленным клеточным ядром, отграниченным от цитоплазмы ядерной оболочкой. Генетический материал заключён в нескольких линейных двухцепочных молекулах ДНК (в зависимости от вида организмов их число на ядро может колебаться от двух до нескольких сотен), прикреплённых изнутри к мембране клеточного ядра и образующих у подавляющего большинства комплекс с белками-гистонами, называемый хроматином. В клетках эукариот имеется система внутренних мембран, образующих, помимо ядра, ряд других органоидов (эндоплазматическая сеть, аппарат Гольджи и др.). Кроме того, у подавляющего большинства имеются постоянные внутриклеточные симбионты-прокариоты — митохондрии, а у водорослей и растений — также и пластиды.
Далее мы рассмотрим только самые важные процессы в клетке, не останавливаясь на многочисленных деталях, делающих эти процессы чрезвычайно сложными. Если мы совершим воображаемую экскурсию по «территории» клетки (рис. 5), то прежде всего обратим внимание на то, что она огорожена «забором», который биологи называют мембраной или клеточной стенкой. Липидные мембраны животных клеток очень тонкие — около одного нанометра — и фактически представляют собой двойной слой жира. Оболочки растительных клеток более прочные и состоят из целлюлозы.
Рис. 5 Строение эукариотической клетки
Однако самое интересное заключается в том, что этот «забор» дырявый! Через некоторые дырки (их называют порами) можно проходить бесконтрольно. В других местах дырки оборудованы «проходными», через которые строгие «вахтеры» (трансмембранные белки) пропускают только вполне определенные частицы (электроны, протоны, ионы и другие химические комплексы). Тысячи пор и белковых комочков на каждом квадратном микроне мембраны ежесекундно регулируют прохождение в обе стороны огромного числа частиц.
Войдя на «территорию» клетки, мы увидим, что она представляет собой биохимический «завод» по производству новых клеток! «Конвейерами» по синтезу новых клеточных белков являются специальные «автоматы», которые называются рибосомами. Эти компоненты клетки плавают прямо в цитоплазме. Энергетические станции «завода» находятся в митохондриях. Есть на «заводе» склады готовой продукции и специальная служба по уборке «территории» — все эти функции выполняет аппарат Гольджи. Но, наверное, самое главное место в клетке, где находится «командный пункт», центр управления «заводом», его инженерные и конструкторские отделы и где хранится информационное обеспечение процессов, — это ядро клетки.
В самом общем виде работу клетки можно описать так называемой центральной догмой (или основным постулатом)молекулярной биологии.
Сначала в ядре формируется матричная (или информационная) РНК (мРНК), которая копирует генетическую информацию, заложенную в ДНК. Этот процесс называется транскрипцией (от лат. transcriptio — «переписывание»). Достаточно длинные цепи мРНК выходят из ядра в цитоплазму и встречаются с белковыми структурами — рибосомами, которые, как гайка на болт, начинают двигаться гуськом вдоль цепи мРНК. Одновременно к рибосомам доставляются детали белков — аминокислоты. Этим занимаются различные транспортные РНК (тРНК). Процесс синтеза белка в рибосомах называется, трансляцией(от лат. translatio — «перенесение»).
Для будущей новой клетки недостаточно только сформировать необходимые белки. Нужно передать ей и весь пакет информационной «документации»: ведь новая клетка снова должна будет начать производство клеточных структур. Поэтому в ядре происходит копирование (репликация) молекул ДНК. Для этого двойная спираль ДНК раскручивается, ее цепи расходятся и на каждой их них формируется комплементарная (соответствующая) последовательность нуклеотидов. Так из одной молекулы ДНК получаются две идентичные молекулы.
Когда закончился синтез белков и произошла репликация всех молекул ДНК в ядре, начинается деление клетки, которое включает два этапа: деление ядра — митоз (от греч.
i>mitos — «нить») и деление цитоплазмы — цитокинез. Это очень сложные многоступенчатые процессы, результатом которых является получение двух клеток из одной. Далее через некоторое время процесс повторяется с каждой из новых клеток. Из рассмотренного процесса деления клетки вытекает важное следствие: все новые клетки могут быть получены только от старых клеток. Никакие другие пути формирования клеток сейчас невозможны.
А вот стареть и умирать клетки могут. В стареющих клетках животных накапливается специальный пигмент «изнашивания», что является следствием ухудшения с возрастом выделения из клеток плохо растворимых веществ. Накапливаются липиды (жир), кальций и другие вещества. Снижается функциональная активность клетки.
После гибели клетки меняется вязкость цитоплазмы, она разжижается или, наоборот, уплотняется, происходит коагуляция протоплазмы, митохондрии распадаются на гранулы. Ядро уменьшается в объеме, фрагментируется, а затем растворяется. Однако не все клетки ожидает такая участь. В растениях, например, мертвые клетки играют важную роль в образовании основной ткани, определяющей ее механическую прочность.
Источник: studopedia.su
ОБЩАЯ БИОЛОГЯ |
|
|
Источник: bio.1sept.ru