Прокариоты
Строение типичной клетки прокариот
Научная классификация
  • Империя: Клеточные
  • Домен: Прокариоты
Включает в себя:
  • Царство: Бактерии
  • Царство: Археи
Колония бактерий

Прокариоты — (лат. Procaryota, от лат. pro — «перед», «до» и греч. κάρυον — «ядро»), или безъядерные — одноклеточные живые организмы, не обладающие (в отличие от эукариот) клеточным ядром, ограниченным мембраной, нет хромосомного аппарата. Нить ДНК как правило свёрнута кольцеобразно в центре клетки (нуклеоиде). ДНК у прокариот всего одна и обычно не образует нуклеогистон, а регуляция работы генов осуществляется через метаболиты. Также отсутствуют митохондрии. Прокариотами являются бактерии, синезелёные водоросли, риккетсии, микоплазмы.

Условия существования


Прокариоты способны существовать в несравненно большем диапазоне условий внешней среды, чем эукариотные организмы. Среди прокариот есть организмы, которые при обязательном наличии воды могут жить и размножаться без кислорода, в подводных вулканических источниках при температуре до 300°С, кислой (pH 1 и ниже) и щелочной (pH 11 и выше) средах, при давлении 1000 атмосфер, высоких концентрациях тяжелых металлов и соли (до 30%), высоких уровнях радиации. Но не могут расти в аэрозолях и во льду.

Систематика прокариот

  1. Спирохеты. Spirochaetales. Тонкие спиралевидные одноклеточные формы, обладающие своеобразной морфологией и способом движения. Склонны к образованию аномальных форм (гранул, цист). Размножаются поперечным делением. Клетки состоят из протоплазменного цилиндра, аксиальной нити и тонкой эластичной наружной оболочки, которая обеспечивает спирохетам своеобразный способ передвижения. Грамотрицательны. Среди них есть формы свободноживущие в пресных и соленых озерах, переносят среды с высоким содержанием H2S; есть безвредные виды, обитающие в желудочно-кишечном тракте пресноводных и морских моллюсков, и паразиты. Некоторые виды патогенны: Treponema pallidum — возбудитель сифилиса, Borrelia recurrentis — возбудитель возвратного тифа.

  2. Аэробные, подвижные спиралевидные или изогнутые грамотрицательные бактерии. Имеют жесткую клеточную стенку, передвигаются с помощью одного или нескольких жгутиков. К роду Spirillum относятся в основном сапрофиты, обитающие в стоячих и загрязненных водах, на гниющих растительных и животных остатках. Ряд свободноживущих форм — обитатели морских вод. Есть паразиты. Некоторые виды патогенны. Обнаруженный в 1963 г. род прокариот, названный Bdellovibrio bacteriovorus («пожиратель бактерий»), может паразитировать внутри клеток других бактерий. Это мелкая, слегка изогнутая палочка с одним полярно расположенным утолщённым жгутиком. Bdellovibrio обладают способностью перемещаться значительно быстрее многих других бактерий, что помогает ему настигать жертву. Количество Bdellovibrio, размножившихся в клетке-хозяине, может достигать 20 — 50 в зависимости от размеров бактерии-жертвы. Они обитают в почве, морских и пресных водах и используются для борьбы с возбудителями эпидемических заболеваний, например холеры.
  3. Неподвижные грамотрицательные изогнутые бактерии.
  4. Грамотрицательные аэробные палочки и кокки. Группа представлена 8 семействами. К семейству Pseudomonadaceae относятся одиночные прямые или слегка изогнутые подвижные палочки.

    ижение осуществляется с помощью полярно расположенных жгутиков. Типичные представители семейства объединены в род Pseudomonas. Некоторые представители рода могут получать энергию за счет окисления молекулярного водорода или окиси углерода. Они постоянные обитатели воздуха, почв, морских и пресных вод, илов, сточных вод, где им принадлежит активная роль в минерализации органических веществ. Многие виды образуют водорастворимые и флюоресцирующие пигменты, обладающие антибиотической активностью против грибов, дрожжей, грамположительных и грамотрицательных бактерий. Ряд видов Pseudomonas используют в микробиологической промышленности для получения различных органических соединений: кислот (пировиноградной, глюконовой, aкетоглутаровой), аминокислот (глутаминовой, аспарагиновой, валина и др.), ферментов (аспарагиназы, пероксидазы). Некоторые виды вызывают заболевания растений и животных. Семейство Azotobacteraceae объединяет виды, имеющие крупные клетки, с изменчивыми формами, есть как подвижные так и неподвижные. Бактерии рода Azotobacter образуют цисты. Обитают в почве, воде и на поверхности растений, способны усваивать и фиксировать молекулярный азот из воздуха. В род Rhizobium (клубеньковые бактерии) объединены бактерии, вызывающие образование клубеньков на корнях бобовых растений и способные фиксировать азот в условиях взаимовыгодного симбиоза с ними: растение получает азот, клубеньковые бактерии — углеродсодержащие вещества и минеральные соли. Остальные бактерии, принадлежащие к роду Agrobacterium, являются паразитами растений. Например, типичный представитель рода A. tumefaciens вызывает образование галлов у растений, относящихся более чем к 40 семействам. К семейству Methylococcaceae относятся бактерии, общим свойством которых является способность использовать метан в качестве единственного источника углерода и энергии.
  5. iv>
  6. Факультативно анаэробные грамотрицательные палочки. Объединяет 3 семейства: Enterobacteriaceae, Vibrionaceae и Pasteurellaceae. В состав первого семейства входят подвижные или неподвижные бесспоровые палочки. Некоторые виды образуют капсулы. Энергию получают за счет дыхания или брожения. Среди них много патогенных и сапрофитных видов. Это обитатели почв, морских и пресных вод, разлагающихся остатков животных и растений, постоянные обитатели кишечника человека и млекопитающих, птиц, рептилий, рыб. Наиболее изученный представитель семейства — Escherichia coli. Эта бактерия всегда содержится в кишечнике человека и животных, относится к числу условно патогенных бактерий, т. е. является постоянным компонентом микрофлоры кишечника человека, но при ослаблении защитных функций организма может проникать в другие органы и вызывать сильные воспалительные процессы. Наииболее опасны: Salmonella typhi — возбудитель брюшного тифа; разные виды Shigella — возбудители дизентерии.
  7. Анаэробные грамотрицательные прямые, изогнутые или спиралевидные палочки, бесспоровые, неподвижные или подвижные. Облигатные анаэробы. Хемоорганогетеротрофы. Основное семейство Bacteroidaceae. При сбраживании глюкозы образуют смесь кислот. Основное место обитания — кишечник человека и животных, пищеварительный тракт насекомых. Некоторые виды патогенны и вызывают различные поражения кожных покровов, а также других органов и тканей тела.

  8. Бактерии, характеризующиеся диссимиляционным восстановлением серы или сульфата: грамотрицательные, использующие в качестве акцептора электронов молекулярную серу или ее окисленные соединения, которые восстанавливаются при этом до H2S. Некоторые виды способны к брожению. Есть азотфиксаторы.
  9. Анаэробные грамотрицательные кокки. Представлена одним семейством Veillonellaceae. В эту группу входят только паразиты теплокровных животных: обитатели пищеварительного тракта, ротовой полости и дыхательных путей человека и животных.
  10. Риккетсии и хламидии. В состав группы включены два порядка: Rickettsiales и Chlamydiales. Первый объединяет бактерии, характеризующиеся в большинстве случаев совокупностью следующих признаков: плеоморфные, неподвижные, грамотрицательные, с клеточными стенками, размножающиеся делением внутри клеток-хозяев. Среди риккетсий имеются подвижные виды. У них найдена цитохромная система и показано запасание энергии, освобождающейся в процессе дыхания, в виде АТФ. Риккетсии могут осуществлять биосинтез белка и липидов. Порядок Chlamydiales включает одно семейство Chlamydiacaaa и один род Chlamydia. Это —внутриклеточные паразиты позвоночных птиц, млекопитающих, вызывают у человека ряд заболеваний, например трахому и воспаления дыхательных органов.
  11. >
  12. Микоплазмы — формы, у которых отсутствует клеточная стенка. В культуре одного вида можно одновременно обнаружить крупные шаровидные тела, мелкие зерна, клетки эллипсовидной, дискообразной, палочковидной и нитевидной формы. Для микоплазм описаны различные способы размножения: бинарное деление, фрагментация крупных тел и нитей, процесс, сходный с почкованием. В культурах микоплазм обнаружены формы с наименьшими из всех известных клеточных микроорганизмов размерами. Отсутствие клеточной стенки обусловливает еще одну отличительную особенность микоплазм — их нечувствительность к антибиотикам, в первую очередь, к пенициллину и его аналогам. Микоплазмы находят в почве и сточных водах, они выделены из каменного угля и горячих источников. Помимо свободноживущих форм, описаны микоплазмы, существующие в различных симбиотических ассоциациях с бактериями, низшими грибами, растениями, птицами, высшими животными и человеком. Многие паразитические формы микоплазм патогенны, например, М. pneumoniae — возбудитель острых респираторных заболеваний и пневмоний у человека.
  13. Эндосимбионты. В эту группу выделены симбионты простейших, насекомых, грибов и беспозвоночных.
  14. Грамположительные кокки. В состав группы входят представители 15 родов. Энергию получают за счет дыхания и/или брожения. Бактерии, объединяемые в семейство Micrococcaceae — кокки, делящиеся более чем в одной плоскости, склонные не расходиться после деления и поэтому образующие скопления сферической или неправильной формы.

    зрушая многие сложные органические вещества, выполняют функцию «мусорщиков». К этой же группе отнесены род Streptococcus и род Leuconostoc, представители которых получают энергию, осуществляя молочнокислое брожение. Представители этой группы обнаружены в почве, на поверхности злаков, в ротовой полости, желудочном тракте и дыхательных путях человека и животных. Некоторые виды, преимущественно относящиеся к роду Staphylococcus, патогенны.
  15. Грамположительные палочки и кокки, образующие эндоспоры. В составе группы представители 6 родов. Род Bacillus объединяет подвижные палочковидные клетки, размеры которых колеблются в довольно широких пределах. Жгутики расположены перитрихиально. Бактерии рода Bacillus синтезируют различные литические ферменты, расщепляющие полисахариды, белки, жиры и другие макромолекулы. Некоторые виды образуют антибиотики, такие как бацитрацин, субтилизин. Основное место их обитания — почва. Есть среди них и патогенные для животных и человека формы, например B. anthracis — возбудитель сибирской язвы, а также виды, вызывающие различные заболевания членистоногих. Большинство бактерий рода Clostridium — сапрофиты, обитатели почвы. Некоторые виды живут в кишечнике человека и животных. К этому роду относятся весьма опасные патогенные формы: С. tetani — возбудитель столбняка, С. perfringens и некоторые другие виды клостридиев — возбудители газовой гангрены, С. botulinum — продуцент экзотоксина, одного из самых сильных биологических ядов.

  16. Грамположительные, не образующие спор палочки правильной формы. Группа — конгломерат, состоящий из 7 родов, объединенных несколькими общими морфологическими и физиологическими признаками: клетки палочковидной формы (от кокковидных до удлиненных, одиночных или образующих цепочки). Представители рода Lactobacillus, в составе которого около 50 видов, получают энергию в процессе молочнокислого брожения: их можно обнаружить в почве, на разлагающихся остатках животного и растительного происхождения, в молоке и молочных продуктах, в кишечнике позвоночных; лишь единичные представители рода Lactobacillus обладают патогенными свойствами.
  17. Грамположительные, не образующие спор палочки неправильной формы. Группа разнообразна. Так, к роду Corynebacterium относятся формы, склонные к морфологической изменчивости. Кроме коротких палочек в культуре можно обнаружить кокковидные формы, клетки, имеющие булавовидные выпячивания, слабоветвящиеся формы. Для представителей этого рода характерно образование фигур, состоящих из расположенных под углом или примыкающих друг к другу дочерних клеток. Неподвижны. Энергию получают за счет брожения. В состав рода входят свободноживущие виды, а также паразиты человека и животных. Некоторые из них патогенные, например, С. diphteriae — возбудитель дифтерии. Большая группа коринебактерий — возбудители болезней растений. Бактерии рода Arthrobacter — основные представители микрофлоры почвы, активно участвующие в разложении органических веществ.

  18. Микобактерии. Объединены в семейство Micobacteriaceae и представлены одним родом Mycobacterium. Микобактерии — грамположительные, неподвижные палочки, прямые или неправильных очертаний. В процессе развития палочковидные формы превращаются в кокковидные. Характерным морфологическим признаком микобактерий является образование ветвящихся форм. На некоторых стадиях роста характерна повышенная устойчивость к кислотам и спиртам. Большинство микобактерий — сапрофиты, живущие в почве и использующие различные органические соединения (белки, углеводы, жиры, воска, парафины). Некоторые виды патогенны, например, М. tuberculosis — возбудитель туберкулеза, М. leprae — возбудитель проказы.
  19. Нокардиоформы. В этой группе объединены бактерии, в цикле развития которых существует мицелиальная стадия. В старых культурах мицелий распадается на палочковидные или коккоидные элементы. Настоящих спор нет.
  20. Фототрофные бактерии, осуществляющие бескислородный фотосинтез. В эту группу отнесены фотосинтезирующие бактерии, характеризующиеся специфическим набором пигментов и особым типом фотосинтеза: пигменты представлены различными видами бактериохлорофилла и каротиноидов; фотосинтез не сопровождается выделением кислорода.
  21. Фототрофные бактерии, осуществляющие кислородный фотосинтез. Группа представлена бактериями, содержащими разные наборы фотосинтетических пигментов, но обязательно — хлорофиллa; фотосинтез сопровождается выделением молекулярного кислорода.

  22. Аэробные хемолитотрофные бактерии и близкие к ним организмы. К этой группе относятся прокариоты, получающие энергию за счет окисления восстановленных неорганических соединений азота, серы, железа, а также молекулярного водорода. Группа разделена на 4 подгруппы в зависимости от химической природы окисляемых неорганических соединений. В первую подгруппу включены грамотрицательные бактерии, объединенные в семейство Nitrobacteraceae, источником энергии для которых являются процессы окисления аммонийного азота или нитритов. Во второй подгруппе объединены бактерии, способные окислять неорганические восстановленные соединения серы. У большинства из них доказана способность использовать этот процесс для получения клеточной энергии. Облигатно хемолитотрофные водородные бактерии, представленные одним родом Hydrogenobacter, выделены в третью подгруппу. В четвертую подгруппу отнесены бактерии, способные окислять и/или откладывать вне клетки окислы железа и марганца. Последние накапливаются в капсулах или во внеклеточном материале, редко — внутри клетки.
  23. Почкующиеся и/или стебельковые бактерии. В эту группу входят бактерии, образующие состоящие из слизи отростки (стебельки), не связанные с цитоплазмой клетки, или нитевидные клеточные выросты — простеки. Бактерии рода Nevskia образуют слизистые отростки, не связанные с цитоплазмой клетки. Слизь, выделяющаяся с одной стороны клетки, имеет вид стебелька, на конце которого располагается клетка. Стебельки обнаруживают дихотомическое ветвление, повторяющее деление зрелых клеток (рис. 43, 1). Своеобразный вид имеют стебельки, образуемые бактериями рода Gallionella: клетки, имеющие бобовидную форму, на вогнутой стороне выделяют гидроокись железа в коллоидной форме в виде многочисленных тонких фибрилл, образующих спирально извитую ленту. Изучение Gallionella в чистой культуре показало, что энергия, освобождающаяся при окислении железа, не используется клеткой. Выросты представляют собой выпячивание клеточного содержимого, не отделенного от цитоплазмы клетки. Окружены клеточной стенкой. В них можно различить цитоплазматическую мембрану, цитоплазму с рибосомами, иногда ядерный материал и мезосомы. При дефиците питательных веществ выросты удлиняются. С увеличением концентрации необходимых для роста питательных компонентов выросты сильно сокращаются или исчезают совсем. У некоторых бактерий выросты имеют отношение к функции почкования.
  24. Бактерии, образующие слизистую оболочку (влагалище). Влагалище состоит из гетерополисахарида, часто инкрустированного окислами железа или марганца. Клетки размножаются внутри влагалища поперечным делением. Выходящие из влагалища одиночные клетки могут быть снабжены жгутиками, с помощью которых они перемещаются, или же жгутики отсутствуют, и одиночные клетки не способны к активному движению. Бактерии рода Sphaerotilus — типичные обитатели сточных вод. Они хорошо растут в проточной воде, богатой органическими веществами, а представители рода Leptothrix — в бедных органическими веществами местах с высоким содержанием железа.
  25. Нефотосинтезирующие скользящие бактерии, не образующие плодовых тел. Большинство объединяет способность передвигаться по твердой поверхности без помощи жгутиков. Внутри группы выделены 3 порядка. Основной по числу представителей — порядок Cytophagales. В него помещены грамотрицательные бактерии, имеющие палочковидную форму, часто плеоморфные. Способны использовать различные полисахариды (агар, целлюлозу, хитин, крахмал, пектин и др.). Источником энергии служит дыхание, но некоторые могут получать энергию за счет брожения. В порядок Beggiatoales объединены нитчатые формы. Нити эластичны и способны к скользящему движению. Разделение на роды осуществляется в зависимости от способности откладывать или нет в клетке гранулы серы при росте в присутствии сульфида. Сходной морфологией обладают бактерии рода Leucothrix. Они образуют длинные нити, состоящие из овальных или цилиндрических клеток. Нити обычно прикреплены к субстрату и неподвижны. Размножаются с помощью одиночных подвижных клеток, выходящих из нити. Во многих отношениях напоминают нитчатые цианобактерии, отличаясь отсутствием фотосинтетических пигментов.
  26. Скользящие бактерии, образующие плодовые тела: миксобактерии. Включает один порядок Myxococcales, подразделяющийся на 4 семейства. Это палочковидные грамотрицательные бактерии, имеющие тонкие эластичные клеточные стенки. Для них характерно образование слоя слизи, окружающего клетку. Бактерии могут передвигаться по твердому субстрату скользящими движениями. Жгутики отсутствуют. Энергию получают только за счет дыхания. Синтезируют активные литические ферменты, способные гидролизовать такие макромолекулы, как полисахариды (целлюлоза, клетчатка, хитин), белки, нуклеиновые кислоты, эфиры жирных кислот. С этим связана роль миксобактерии в природе: они активно разрушают мертвые растительные остатки. Основное место обитания — почва.
  27. Актиномицеты. Большое разнообразие бактерий, особая группа, обнаруживающая родство на основании данных анализа 16S рРНК и гибридизации ДНК.
  28. Археи, выделяемые ныне в отдельное царство. Разделены на 5 подгрупп. В I, самую большую, подгруппу включены метаногенные археи, главным и характерным признаком которых является способность образовывать метан в качестве конечного продукта энергетического метаболизма. Во II подгруппу отнесены экстремально термофильные, строго анаэробные формы, образующие H2S из сульфата в процессе диссимиляционной сульфатредукции. Археи, составляющие III подгруппу, представлены грамположительными или грамотрицательными формами, с характерной потребностью в высоких концентрациях NaCl. Некоторые виды содержат бактериородопсин и способны использовать энергию света для синтеза АТФ. В природе распространены в местах с высокой концентрацией соли: в соленых озерах, белковых продуктах, законсервированных с помощью соли, например в соленой рыбе. IV группа представлена археями без клеточной стенки. В ее составе один род Thermoplasma, вид Т. acidophilum. К V подгруппе отнесены археи, характеризующиеся совокупностью множества признаков. Метаболизм большинства из них связан с молекулярной серой (S0). Представители порядка Thermoproteales в процессе роста получают энергию в реакции: H2 + S0 « H2S.

См. также

  • Эукариоты
  • Жгутик

Источник: www.creationwiki.org

Прокариоты — это простейшие организмы, клетки которых не имеют истинного ядра. К ним относятся бактерии и сине-зеленые водоросли.[ …]

Прокариоты, фотосинтезирующие без выделения кислорода Рис. 272. Схема происхождения и эволюционного развития водорослей.[ …]

Прокариоты — организмы, не имеющие ядерной оболочки.[ …]

Прокариоты (безъядерные организмы) — это примитивные организмы, не имеющие четко оформленного ядра. В таких клетках выделяется лишь ядерная зона, содержащая молекулу ДНК. Кроме того, в клетках прокариот отсутствуют многие органеллы. У них имеются только наружная клеточная мембрана и рибосомы. К прокариотам относятся бактерии.[ …]

Прокариоты (бактерии, архебактерии, цианобактерии) — одноклеточные организмы, не имеют ядра. Благодаря такому разнообразному метаболизму бактерии могут существовать в самых различных условиях среды: в воде, воздухе, почве, живых организмах. Велика роль бактерий в образовании нефти, каменного угля, торфа, природного газа, в почвообразовании, в круговоротах азота, фосфора, серы и других элементов в природе. Сапротрофные бактерии участвуют в разложении органических останков растений и животных и в их минерализации до С02, Н20, Н28, 1ЧН3 и других неорганических веществ. Вместе с грибами они являются редуцентами. Клубеньковые бактерии (азотфикси-рующие) образуют симбиоз с бобовыми растениями и участвуют в фиксации атмосферного азота в минеральные соединения, доступные растениям. Сами растения такой способностью не обладают.[ …]

См. Микроорганизмы.[ …]

Прокариоты не обладают ни хлоропластами, ни митохондриями. У них нет комплекса Гольджи и центриолей, но есть рибосомы. Характерной особенностью прокариот является наличие у них клеточной стенки. Известны подвижные формы этих организмов.[ …]

Прокариоты являются древнейшими организмами в истории Земли, следы их жизнедеятельности выявлены в отложениях протерозоя, образовавшихся около миллиарда лет назад. В настоящее время их известно около 5000 видов.[ …]

У прокариотов транспозируемые генетические элементы представлены сегментами ДНК двух типов — инсерционными последовательностями (18) и транспозонами (Тп).[ …]

У прокариотов репликация ДНК начинается с О-пункта репликации, составленного примерно 300 нуклеотидами, и продолжается в двух направлениях, образуя репликацион-ную «вилку» (рис. 111). Скорость движения «вилки», т. е. скорость полимеризации составляет 500 нуклеотидов в секунду. Удвоение молекулы ДНК происходит за 40 минут. Кроме того, у прокариотов действует механизм «вращающееся кольцо», по которому репликационная вилка двигается вокруг кольца, генерируя цепи, на которых синтезируются комплементарные цепи (рис. 112).[ …]

У прокариот отсутствует морфологически оформленное ядро, а его функции выполняет состоящий из микрофибрилл ДНК нуклео-и д, который, несмотря на примитивность своей организации, не только содержит, но и точно передает из поколения в поколение всю генетическую информацию о клетке. Более того, прокариоты лишены и многих типичных плазматических органелл (хлоропластов, митохондрий, диктиосом), но зато снабжены многочисленными и разнообразными как по форме, так и по составу включениями.[ …]

Геном прокариот. У микоплазм, являющихся примером, возможно, самых мелких прокариот, геном составляет всего лишь несколько сот тысяч пар оснований. Например, у Mycoplasma genitalium геном составляет 580 ООО пар оснований или 470 кодирующих генетических районов. Однако лишь один генетический район участвует в кодировании белков, тогда как в контроле адгезии (прилипания) к соматическим клеткам поражаемого организма участвует 5% генома. Возможно, это связано с тем, что М. genitalium существует в ассоциации с соматическими клетками человека.[ …]

Среди прокариотов в наиболее выгодном положении оказались синезеленые водоросли. Их изучение и построение систематики развивались альгологами, а не микробиологами. В альгологии, как и в других разделах ботаники, систематика строилась на филогенетических принципах. Этому, несомненно, благоприятствовало значительно большее число морфологических признаков и большее разнообразие биологических особенностей, в частности размножения и образования покоящихся (переживающих) форм, чем у бактерий. В лучшем положении, чем другие бактерии, находятся также и высшие формы акти-номицетов, имеющие мицелий и специализированные органы спороношения. Морфологические признаки для построения филогенетической систематики, несомненно, более надежны, чем некоторые физиологические и многие биохимические.[ …]

Бактерии: прокариоты («доядерные») одноклеточные организмы. Их клетки не имеют отделенного от цитоплазмы ядра. Однако генетическая программа, как и у всех живых организмов, закодирована в виде последовательности нуклеотидов в ДНК и несет информацию о структуре белков. Бактериальные клетки не содержат таких органелл, как хлоропласты (специализированные для фотосинтеза) и митохондрии (специализированные для клеточного дыхания и синтеза АТФ). Эти биохимические процессы происходят у бактерий в цитоплазме.[ …]

Итак, лишь прокариоты, безъядерные, самые примитивные микроорганизмы, могут превращать биологически бесполезный газообразный азот в формы, необходимые для построения и поддержания живой протоплазмы. Когда эти микроорганизмы образуют взаимно выгодные ассоциации с высшими растениями, фиксация азота значительно усиливается. Растение предоставляет бактериям подходящее местообитание (т. е. корневые клубеньки), защищает микробов от излишка кислорода, который мешает фиксации, и поставляет им необходимую высококачественную энергию. За это растение получает легкоусваиваемый фиксированный азот.[ …]

Некоторые прокариоты способны к фиксации азота атмосферы, но не способны к жизни в отсутствие кислорода (анаэробы).[ …]

Фотосинтез у прокариот протекает несколько иначе, чем у растений. Бактерии используют для этой функции пигмент бактериохдорин и не выделяют кислород в окружающую среду.[ …]

Изменчивость прокариотов и эукариотов должна рассматриваться раздельно, так как прокариотам не свойствен тот характер изменчивости, который сопряжен с половым процессом. В то же время для грибов и водорослей (кроме синезеленых) как эукариотических организмов характерно множество возможностей, вытекающих из комбинации признаков родительских организмов при образовании диплоидных клеток в результате слияния гомозиготных и гетерозиготных гамет.[ …]

Прокариоты или доядерные организмы.[ …]

Синезеленые водоросли или цианофицеи (их строение подробно описано на с. 39—43). Раньше эти организмы рассматривались только в руководствах по альгологии, сейчас некоторые исследователи относят их к бактериям. Систематика их, как мы уже указывали выше, разработана лучше, чем собственно бактерий (зубакте-рий), и подробно приводится в литературе [68, 33]. Основана она исключительно на морфологических признаках.[ …]

Представители прокариотов — палочковидные бактерии. Представители прокариотов — палочковидные бактерии.

Доядерные организмы — прокариоты обладают всеми способами питания, способны существовать без кислорода в атмосфере и без соединений азота в почве, а потому они являются первопроходцами в завоевании безжизненных пространств. Их роль состоит как в создании, так и в разрушении — минерализации органического вещества. Так, царство бактерий держит рекорд по разнообразию способов питания: оно единственное, в котором есть представители всех типов питания. К бактериям — древнейшим фотоавтотрофным организмам на планете — относятся около 50 видов. Гетеротрофные бактерии выполняют в биосфере две основные роли. Первая — разложение отмерших организмов и возвращение исходных элементов в окружающую среду. Значительная часть этой работы происходит в пищеварительных трактах многоклеточных животных. Вторая — непрерывное вовлечение в круговорот новых порций минеральных веществ.[ …]

Генетический материал у прокариотов представлен молекулой ДНК, находящейся в ядерной (центральной) зоне. Размножаются прокариоты путем простого деления, хотя у некоторых из них отмечается наличие аналога полового процесса в виде конъюгации.[ …]

Помимо фотосинтеза среди прокариот широко распространены различные формы хемосинтеза. Кроме этого среди бактерий имеются азотфиксирующие формы: это единственная группа живых организмов, способных усваивать азот из атмосферного воздуха И таким образом вовлекающих молекулярный азот в биологический цикл. С помощью бактерий и синезеленых в состав органического вещества переходит до 90 % всего включенного в биогенный цикл азота; остальные 10 % приходятся на связывание азота действием молний. Таким образом, одна из важнейших функций прокариот в биосфере заключается в вовлечении в круговорот элементов из косной (неживой) природы.[ …]

Первые настоящие клетки — прокариоты-автотрофы, жившие около 3,5 млрд. лет тому назад (нынешние сине-зеленые водоросли — их прямые потомки) не знали естественной смерти, были индивидуально бессмертны. Живя в почти кипящем океане или в пересыхающих сернистых озерах, в крайне нестабильной среде, они очень просто и надежно поддерживали свой гомеостаз и были самыми жизнестойкими из когда-либо существовавших после них клеток. И все же будущее принадлежало не только им. Когда благодаря их жизнедеятельности в атмосфере Земли и воде океана появилось заметное количество кислорода, погибли многие анаэробные прокариоты, но возникли дышащие кислородом эукариоты. Они намного эффективнее смогли использовать энергию солнца. Но заплатили за это преимущество очень дорого: утратой бессмертия.[ …]

Затем 1,5—2 млрд лет тому назад появились первые одноклеточные эукариоты и, в результате изначального господства г-отбора, произошел мощный популяционный взрыв автотрофных водорослей, что привело к избытку в воде кислорода и к его выделению в атмосферу. Произошел переход восстановительной атмосферы в кислородную, что способствовало развитию эукариотических организмов и появлению многоклеточных около 1,4 млрд лет назад.[ …]

На уровне биосферы в целом прокариоты, в первую очередь бактерии, обладают еще одной очень важной функцией — концентрационной. Исследованиями установлено, что микроорганизмы способны активно извлекать из окружающей среды определенные элементы даже при крайне низких их концентрациях. Например, в продуктах жизнедеятельности некоторых микроорганизмов содержание железа, ванадия, марганца и ряда других в сотни раз выше, чем в окружающей их среде. Деятельностью бактерий собственно и созданы естественные месторождения этих элементов.[ …]

Мир организмов включает два надцарства: 1) доядерные организмы — прокариоты подразделяются на царства бактерий и цианобионтов) и 2) ядерные организмы — эукариоты включают царства грибов, растений и животных.[ …]

По прошествии 1 млрд лет от возникновения Земли первыми ее обитателями стали прокариоты — организмы без оформленного клеточного ядра, похожие на современных бактерий. Они были анаэробами, т.е. не использовали для дыхания свободный кислород, которого еще не было в атмосфере. Источником пищи (энергии) для них являлись органические соединения, а также восстановленные неорганические вещества (сера, сероводород, железо и т.д.).[ …]

Показано, что Мп2+-АТФ является физиологическим субстратом лишь для аденилатциклаз низших эукариот и прокариот [43— 45], а также для цитоплазматической аденилатциклазы семенников, не чувствительной к гуаниловым нуклеотидам и представляющей собой, по всей видимости, индивидуальный каталитический белок [46, 47]. В интактных мембранах большие концентрации Мп2+ могут приводить к нарушению сопряжения компонентов аденилатциклазного комплекса, т. е. к снижению гормональной стимуляции и ослаблению эффектов гуаниловых нуклеотидов [49, 50].[ …]

Для прокариотических клеток характерна довольно простая структурно-функциональная организация. Вероятно, среди прокариотов наиболее примитивно устроены микоплазмы, которые известны тем, что являются паразитами растений или возбудителями некоторых респираторных заболеваний человека и домашних животных. Считают также, что около 1/а лабораторных культур соматических клеток заражены этими организмами.[ …]

Например, Геккель предложил объединить все наиболее примитивные организмы в отдельное царство — царство протестов, подразделяемое на прокариотов (бактерии и сине-зеленые водоросли )и эукариотов (водоросли, грибы, лишайники и простейшие). Эта система еще иногда используется некоторыми авторами. В царстве растений многочисленные группы водорослей можно рассматривать либо как разделы, либо как подразделы. В царстве животных Rotifera может образовать отдельный раздел или входить как класс в раздел круглых червей (в некоторых странах называемых Aschelminthes).[ …]

Приведенные выше данные показали, что наименьшей генетической единицей является пистрон, который, как стали считать, детерминирует синтез одного полипептида. У прокариот гены функционально активны на всем протяжении. Однако у эукариот сегменты ДНК, соответствующие индивидуальным генам, характеризуются мозаичностью (рис. 133).[ …]

Рибосомы состоят наполовину из белка и наполовину из рРНК (по 3-5 молекул на каждую рибосому). Размеры рибосом выражают в единицах скорости седиментации при центрифугировании (S). У прокариот размеры рибосом составляют 70 S, у эукариот — 80 S. Рибосомы построены из пары субъединиц (большой и малой), которые диссоциируют по завершению трансляции мРНК. У E. coli большая субъединица (50 S) содержит две молекулы рРНК (5 S и 23 S) и 30 полипептидов, тогда как малая субъединица (30 S) содержит одну молекулу рРНК (16 S) и 19 полипептидов. У эукариот большая субъединица содержит три разных молекулы рРНК (5 S, 5,8 S и 20 S), тогда как малая субъединица — одну молекулу рРНК (18 S).[ …]

На этой точке зрения особенно настаивает Маргулис (Margulis, 1975). Позднее поглощение клеток сине-зеленых водорослей могло бы привести к появлению автотрофного «организма», предка всего царства растений. Эта последовательность событий является чисто гипотетической и вызывает много скептических замечаний, но, по крайней мере отчасти, она может соответствовать действительности. До сих пор существуют близкие к предполагаемым симбионтам формы, включая бактерию Paracoccus denitrificans, рядом признаков напоминающую гипотетического свободножи-вущего предшественника митохондрии. Если теория Маргулис верна, то основная часть этой главы была посвящена второй стадии развития мутуализма, когда все более интегрируются друг с другом пары видов, каждый из которых по происхождению является симбиотической ассоциацией.[ …]

К царству бактерий принадлежат одноклеточные микроскопические организмы, одиночные или колониальные.[ …]

К этому надцарству относят микроскопические организмы, тело которых представлено слоевищем, или талломом, не расчлененным ни на корень, ни на стебель, ни на листья. У них нет ядерной мембраны и организованного ядра. У них нет также стадии эмбрионального развития. Прокариотами являются в основном одноклеточные организмы. К ним относят и некоторые колониальные формы. Одноклеточные организмы растительной природы вместе с одноклеточными животными составляют значительную часть биомассы Земли.[ …]

Клетка является симбиотическим образованием (Маргелис, 1983). Она возникла в результате последовательного кооперирования первоначально независимо живущих прокариотических организмов (бактерий). Почти все метаболические процессы эукариотической клетки были «запатентованы» различными прокариотами еще до того как последние объединились, превратившись в хозяина и его орга-неллы. Симбиотические комплексы продолжали эволюционировать в направлении интегрирования их деятельности. Сосуществуицие в клетке партнеры по симбиозу делались все более зависимыми друг от друга. Возникли новые условия организации и клетка постепенно превратилась в кооперативную систему, способную как единое целое реагировать на изменение окружающих условий.[ …]

Секвенирование ДНК ряда прокариотических организмов показало, что их геномы, вопреки простоте, характеризуются уникальностью. Например, Mycoplasma gallinarum обладает геномом, размер которого составляет 580 килооснований, тогда как Haemophilus influencae обладает геномом в 1,8 мегаоснований, но геномы этих прокариотов функционально различны. У Н. influencae количество кодирующих районов (генов) составляет 1743, из которых 1007 кодируют аминокислотный и липидный метаболизмы, биосинтез кофакторов и клеточного «конверта», синтез нуклеотидов и белков, репликацию и транскрипцию ДНК, продукцию энергии и транспорт веществ, причем на контроль метаболизма приходится 10% ДНК, транскрипции и трансляции — 17% ДНК, транспорта веществ — 12% ДНК и синтеза белков клеточного «конверта» — 8% ДНК. В противоположность Н. influencae, у которой аминокислотный биосинтез контролируется 68 генами, у М. gallinatum аминокислотный биосинтез контролируется всего лишь одним геном. Микоплазмы этого вида не имеют генов для цитохромов и ферментов цикла три-карбоновых кислот. Но они обладают рядом генов, которые кодируют адгезии, позволяющий им прекрепляться к соматическим клеткам животных и человека, в организмах которых они паразитируют.[ …]

В периферической зоне клеток обнаружены ламеллярные структуры, содержащие фотосинтетиче-ские пигменты. В виде тонких пластинок они располагаются параллельно клеточной оболочке, что видно на схематическом рисунке клетки прокариотов (см. рис. 11); группы пигментсодержащих пластинок называются тилакоидами.[ …]

Для всех эукариот характерны отграниченные мембранные органеллы — ядро, митохондрии и лизосомы, а также сильно развитая система внутриклеточных мембран — эндоплазматиче-ская сеть и аппарат Гольджи. Цитоплазма эукариотических клеток способна к движению, а ядра их содержат ядрышки и хромосомы, состоящие из ДНК и гистонов (рис. 2). Молекулы ДНК эукариот в отличие от ДНК прокариот полирепликантные и линейные.[ …]

Процесс репликации ДНК характеризуется исключительной точностью. Как отмечено выше, фрагменты Оказаки, продуцируемые в ДНК у эукариот, имеют длину от 100 до 20 пар нуклеотидов. Это, возможно, связано с тем, что у эукариотов синтез ДНК является более медленным (1 молекула ДНК в минуту) по сравнению с прокариотами (30 молекул ДНК в минуту).[ …]

Наряду с описанной схемой транскрипции у некоторых РНК-овых вирусов известна так называемая обратная транскрипция, при которой матрицей для синтеза ДЕК является РНК и которая осуществляется ферментом, получившим название обратной транскрип-тазы (ревертазы). Здесь реализация генетической информации идет по схеме РНК — ДНК — белок. Как свидетельствуют исследования, обратная транскриптаза найдена как у прокариотов, так и эукариотов. Считают, что ревертаза имеет очень древнее происхождение и существовала еще до разделения организмов на прокариоты и эукариоты.[ …]

Крайне малые размеры клеток являются характерной, но не главной особенностью бактерий. Все бактерии представлены особым типом клеток, лишенных истинного ядра, окруженного ядерной мембраной. Аналогом ядра у бактерий является нуклеоид — ДНК-содержащая плазма, не отграниченная от цитоплазмы мембраной. Кроме того, для бактериальных клеток характерны отсутствие митохондрий, хлоропла-стов, а также особое строение и состав мембранных структур и клеточных стенок. Организмы, в клетках которых отсутствует истинное ядро, называются прокариотами (доядер-ными) или протоцитами (т. е. организмами с примитивной организацией клеток).[ …]

Высокая химическая активность живого вещества способствует также постоянному вовлечению в круговорот элементов, активно извлекаемых из горных пород. Подсчитано, что с 1 га африканских саванн только слоновая трава ежегодно извлекает 250 кг кремнезема; в джунглях за этот же срок растения вовлекают в круговорот 8 т кремнезема. В лабораторных опытах плесневый грибок за неделю высвободил из базальта 3 % содержащегося в нем кремния, 11% алюминия, 59% магния и 64 % железа. В биогенном разложении горных пород участвуют различные группы организмов от прокариот до высших растений.[ …]

Когда один из этих кодонов подойдет к А-сайту рибосомы, то полипептид, тРНК в Р-сайте и мРНК освобождаются, а рибосомные субъединицы диссоциируют. Окончание синтеза белка связано с активностью белковых факторов освобождения — 11Р-1 и КГ-2. Диссоциировав, рибосомные субъединицы начинают трансляцию другой молекулы мРНК. Например, цепь гемоглобина из 150 аминокислот синтезируется на пентарибосомном комплексе. У прокариот синтез и трансляция мРНК происходят в направлении от 5 -конца к З -концу. Далее, у них нет ядерной мембраны. Поэтому трансляция мРНК начинается еще до завершения ее синтеза. Напротив, у эукариот транскрипция и трансляция разделены во времени, поскольку требуется время для перехода мРНК из ядра через ядерную мембрану в цитоплазму.[ …]

Бактерии и сине-зеленые водоросли (циа-неи) — две филогенетически родственные группы — резко отличаются от всех остальных живых существ (в том числе от грибов) отсутствием истинного ядра и тем, что ДНК лежит в их клетке свободно, погруженная в так называемую нуклеоплазму, которая не отделена от цитоплазмы ядерной мембраной. У них нет также митохондрий и сложных жгутиков. Жгутики у них (когда они имеются) устроены проще и имеют принципиально иное строение, чем у остальных организмов; их клеточная стенка состоит из гетерополимерного вещества му-реина, которое не было обнаружено ни у одной другой группы организмов. Эти организмы называют прокариотами (Ргосагуо-1а — доядерные). У всех остальных организмов, как одноклеточных, так и многоклеточных, имеется настоящее ядро, окруженное ядерной мембраной и тем самым резко отграниченное от цитоплазмы. Такие организмы называют эукариотами (Еисагуо1а — ядерные). Кроме ясно дифференцированного ядра и цитоплазмы, у них имеются также митохондрии, а у многих также пластиды и сложные жгутики. Постепенно стало выясняться, что различия между прокариотами и эукариотами гораздо более глубокие и фундаментальные, чем, например, различия между высшими животными и высшими растениями (те и другие—эукариоты).[ …]

Бактериальные ДНК — это высокополимерные соединения, состоящие из большого числа нуклеотидов — полинуклеотиды с молекулярным весом около 4 млн. Молекула ДНК представляет собой цепь нуклеотидов, где расположение их имеет определенную последовательность. В последовательности расположения азотистых оснований закодирована генетическая информация каждого вида. Нарушение этой последовательности возможно при естественных мутациях или же под влиянием мутагенных факторов. При этом микроорганизм приобретает или утрачивает какое-либо свойство. У него наследственно изменяются признаки, т. е. появляется новая форма микроорганизма. У всех микроорганизмов — прокариотов и эукариотов — носителями генетической информации являются нуклеиновые кислоты — ДНК и РНК. Лишь некоторые вирусы представляют собой исключение: у них ДНК отсутствует, а наследственная информация записана или отражена только в РНК.[ …]

До сих пор наша дискуссия опиралась на гипотезу, что дифференциальная активность генов при развитии может регулироваться на уровне транскрипции путем маскирования и демаскирования определенных участков генома, т. е. путем изменения матричной активности. Однако можно допустить и существование других механизмов регуляции транскрипции. Так, эукариоты содержат ряд РНК-полимераз с различными свойствами и субклеточной локализацией. У высших растений митохондрии и хлоропласты обладают особыми РНК-полнмеразами, а в ядре имеются по меньшей мере два различных типа этих ферментов. РНК-полимеразы микроорганизмов являются сложными белками, состоящими из нескольких полипептидных цепей, называемых альфа-, бета- и сигма-цепями. Сигма-фактор узнает место инициации транскрипции на ДНК. У прокариот было идентифицировано несколько сигма-факторов, каждый из которых придает иную специфичность минимальному ферменту. Таким образом, избирательная регуляция транскрипции определенных участков генома у эукариот может в какой-то мере обеспечиваться специфичностью работы РНК-полимераз.[ …]

Источник: ru-ecology.info

Эукариот и прокариот отличаются также по ряду других признаков:

Признак

Прокариот

Эукариот

Размер

Диаметр 0.5-5 мкм.

Диаметр до 40 мкм. Объем в 1000-10000 раз больше, чем у прокариот.

Формы

Одноклеточные, нитчатые.

Одноклеточные, нитчатые, истинно многоклеточные.

Органеллы

Мало. Ни одна не имеет двойной мембраны.

Много. Имеются огражденные как двойной, так и одиночной мембраной.

Ядро

Нет

Есть

Ядерная оболочка

Нет

Есть

ДНК

Замкнута в кольцо (условно называется бактериальная хромосома).

Ядерная ДНК представляет собой линейную структуру и находиться в хромосомах.

Хромосомы

Нет

Есть

Митоз

Нет

Есть

Мейоз

Нет

Есть

Гаметы

Нет

Есть

Митохондрии

Нет

Есть

Пластиды у автотрофов

Нет

Есть

Способ поглощения пищи

Адсорбция через клеточную мембрану

Фагоцитоз и пиноцитоз

Пищеварительные вакуоли

Нет

Есть

Жгутики

Есть

Есть

Прокариоты (лат. Procaryota, от греч. προ «перед» и κάρυον «ядро»), или доядерные — одноклеточные живые организмы, не обладающие (в отличие от эукариот) оформленным клеточным ядром. Прокариоты разделяют на два таксона в ранге домена (надцарства): Бактерии (Bacteria) и Археи (Archaea)

Прокариоты:

-Наличие жгутиков, плазмид и газовых вакуолей

-Структуры, в которых происходит фотосинтез — хлоропласты

-Формы размножения — бесполый способ, имеется псевдосексуальный процесс, в результате которого происходит лишь обмен генетической информацией, без увеличения числа клеток.

-Для клеток прокариот характерно отсутствие ядерной оболочки, ДНК упакована без участия гистонов. Тип питания — осмотрофный.

-Генетический материал прокариот представлен одной молекулой ДНК, замкнутой в кольцо, имеется только один репликон. В клетках отсутствуют органоиды, имеющие мембранное строение.

-способны к азотфиксации.

Имеют: капсулу (предохраняет бактерии от повреждений, высыхания, она препятствует фагоцитозу бактерий); клеточную стенку, плазмолемму, цитоплазму, рибосомы, пили (поверхностные структуры, присутствующие у многих бактериальных клеток и представляющие собой прямые белковые цилиндры длиной 1—1,5 мкм и диаметром 7—10 нм); жгутики, нуклеотид (подобный ядру); плазмиды ( дополнительные факторы наследственности, расположенные в клетках вне хромосом и представляющие собой кольцевые (замкнутые) или линейные молекулы ДНК.)

6. Клетка — элементарная, генетическая и структурно-функциональная биологическая единица. Прокариотические и эукариотические клетки.

Клетка — элементарная единица живой системы. Элементарной единицей она может быть названа потому, что в природе нет более мелких систем, которым были бы присущи все без исключения признаки (свойства) живого. Известно, что организмы бывают одноклеточными (например, бактерии, простейшие, некоторые водоросли) или многоклеточными.

Клетка обладает всеми свойствами живой системы: она осуществляет обмен веществ и энергии, растет, размножается и передает по наследству свои признаки, реагирует на внешние раздражители и способна двигаться. Она является низшей ступенью организации, обладающей всеми этими свойствами.

Специфические функции в клетке распределены между органоидами, внутриклеточными структурами, имеющими определенную форму, такими, как клеточное ядро, митохондрии и др. У многоклеточных организмов разные клетки (например, нервные, мышечные, клетки крови у животных или клетки стебля, листьев, корня у растений) выполняют разные функции и поэтому различаются по структуре. Несмотря на многообразие форм, клетки разных типов обладают поразительным сходством в своих главных структурных особенностях.

Все организмы, имеющие клеточное строение, делятся на две группы: предъядерные (прокариоты) и ядерные (эукариоты).

Клетки прокариот, к которым относятся бактерии, в отличие от эукариот, имеют относительно простое строение. В прокариотической клетке нет организованного ядра, в ней содержится только одна хромосома, которая не отделена от остальной части клетки мембраной, а лежит непосредственно в цитоплазме. Однако в ней также записана вся наследственная информация бактериальной клетки.

Прокариотическими организмами являются

Для растительной клетки характерно наличие различных пластид, крупной центральной вакуоли, которая иногда отодвигает ядро к периферии, а также расположенной снаружи плазматической мембраны клеточной стенки, состоящей из целлюлозы. В клетках высших растений в клеточном центре отсутствует центриоль, встречающаяся только у водорослей. Резервным питательным углеводом в клетках растений является крахмал.

В клетках представителей царства грибов клеточная стенка обычно состоит из хитина — вещества, из которого построен наружный скелет членистоногих животных. Имеется центральная вакуоль, отсутствуют пластиды. Только у некоторых грибов в клеточном центре встречается центриоль. Запасным углеводом в клетках грибов является гликоген.

В клетках животных отсутствует плотная клеточная стенка, нет пластид. Нет в животной клетке и центральной вакуоли. Центриоль характерна для клеточного центра животных клеток. Резервным углеводом в клетках животных также является гликоген.

Источник: StudFiles.net