I artikkelen vår vil vi vurdere strukturen til prokaryoter og eukaryoter. Disse organismene varierer betydelig i organisasjonsnivå. Og grunnen til dette er særegenhetene ved strukturen til genetisk informasjon.
Funksjoner ved strukturen til prokaryote celler
Prokaryoter er alle levende organismer hvis celler ikke inneholder en kjerne. Av representantene for de fem moderne kongedømmene av levende natur, er det bare en som tilhører dem - bakterier. Prokaryotene vi vurderer inkluderer også blågrønnalger og archaea.
Til tross for fravær av en dannet kjerne i cellene deres, inneholder de genetisk materiale. Dette lar deg lagre og overføre arvelig informasjon, men begrenser mangfoldet av metoder for reproduksjon. Alle prokaryoter formerer seg ved å dele cellene sine i to. De er ikke i stand til mitose og meiose.
Struktur av prokaryoter og eukaryoter
De strukturelle trekkene til prokaryoter og eukaryoter som skiller dem er ganske betydelige. I tillegg til strukturen til arvematerialet, gjelder dette også mange organeller. Eukaryoter, som inkluderer planter, sopp og dyr, inneholder i cytoplasmaetmitokondrier, Golgi-kompleks, endoplasmatisk retikulum, mange plastider. Prokaryoter har dem ikke. Celleveggen, som begge har, er forskjellig i kjemisk sammensetning. Hos bakterier er den sammensatt av komplekse karbohydrater pektin eller murein, mens den i planter er basert på cellulose, og i sopp - kitin.
Oppdagelseshistorikk
Funktioner ved strukturen og livet til prokaryoter ble kjent for forskere først på 1600-tallet. Og dette til tross for at disse skapningene har eksistert på planeten siden starten. I 1676 ble de først undersøkt gjennom et optisk mikroskop av skaperen Anthony van Leeuwenhoek. Som alle mikroskopiske organismer, k alte forskeren dem "dyr". Begrepet "bakterier" dukket opp først på begynnelsen av 1800-tallet. Det ble foreslått av den berømte tyske naturforskeren Christian Ehrenberg. Konseptet med "prokaryoter" oppsto senere, i epoken med opprettelsen av elektronmikroskopet. Og til å begynne med etablerte forskere faktum om forskjeller i strukturen til det genetiske apparatet til cellene til forskjellige skapninger. E. Chatton i 1937 foreslo å kombinere organismer i to grupper i henhold til denne funksjonen: pro- og eukaryoter. Denne inndelingen eksisterer den dag i dag. I andre halvdel av 1900-tallet ble det oppdaget en forskjell blant prokaryotene selv: arkea og bakterier.
Funksjoner ved overflateapparatet
Overflateapparatet til prokaryoter består av en membran og en cellevegg. Hver av disse delene har sine egne egenskaper. Membranen deres er dannet av et dobbelt lag av lipider og proteiner. prokaryoter,strukturen som er ganske primitiv, de har to typer struktur av celleveggen. Således, i gram-positive bakterier, består den hovedsakelig av peptidoglykan, har en tykkelse på opptil 80 nm, og er tett ved siden av membranen. Et karakteristisk trekk ved denne strukturen er tilstedeværelsen i den av porer som en rekke molekyler trenger gjennom. Celleveggen til gramnegative bakterier er veldig tynn – opptil maksim alt 3 nm. Den fester seg ikke tett til membranen. Noen representanter for prokaryoter har også en slimete kapsel på utsiden. Den beskytter organismer mot uttørking, mekanisk skade og skaper en ekstra osmotisk barriere.
Prokaryote organeller
Strukturen av cellen av prokaryoter og eukaryoter har sine egne signifikante forskjeller, som primært består i tilstedeværelsen av visse organeller. Disse permanente strukturene bestemmer utviklingsnivået for organismer som helhet. De fleste av dem er fraværende i prokaryoter. Proteinsyntese i disse cellene skjer av ribosomer. Akvatiske prokaryoter inneholder aerosomer. Dette er gasshulrom som gir oppdrift og regulerer graden av nedsenking av organismer. Bare prokaryoter inneholder mesosomer. Disse foldene av den cytoplasmatiske membranen forekommer bare under bruk av kjemiske fikseringsmetoder under fremstillingen av prokaryote celler for mikroskopi. Organellene for bevegelse av bakterier og arkea er flimmerhår eller flageller. Og festing til underlaget utføres ved å drikke. Disse strukturene dannet av proteinsylindere kalles også villi og fimbriae.
Hva er en nukleoid
Men den viktigste forskjellen er strukturen til genet til prokaryoter og eukaryoter. Alle disse organismene har arvelig informasjon. Hos eukaryoter er den plassert inne i den dannede kjernen. Denne to-membranorganellen har sin egen matrise k alt nukleoplasma, konvolutt og kromatin. Her utføres ikke bare lagring av genetisk informasjon, men også syntese av RNA-molekyler. I nukleolene danner de deretter underenheter av ribosomer - organeller som er ansvarlige for proteinsyntese.
Strukturen av prokaryote gener er enklere. Deres arvelige materiale er representert av nukleoid eller kjernefysisk region. DNA i prokaryoter er ikke pakket inn i kromosomer, men har en sirkulær lukket struktur. Nukleoidet inneholder også RNA og proteinmolekyler. Sistnevnte ligner i funksjon på eukaryote histoner. De er involvert i DNA-duplisering, RNA-syntese, kjemisk strukturreparasjon og nukleinsyrebrudd.
Features of life-aktivitet
Prokaryoter, hvis struktur ikke er kompleks, utfører ganske komplekse livsprosesser. Dette er ernæring, respirasjon, reproduksjon av sitt eget slag, bevegelse, metabolisme … Og bare en mikroskopisk celle er i stand til alt dette, hvis størrelse varierer fra opptil 250 mikron! Så man kan bare snakke om primitivitet relativt.
Funksjoner i strukturen til prokaryoter bestemmer mekanismene for deres fysiologi. For eksempel er de i stand til å motta energi på tre måter. Den første ergjæring. Det utføres av noen bakterier. Denne prosessen er basert på redoksreaksjoner, hvor ATP-molekyler syntetiseres. Dette er en kjemisk forbindelse, under sp altningen av hvilken energi frigjøres i flere stadier. Derfor kalles det ikke forgjeves "cellebatteri". Den neste måten er å puste. Essensen av denne prosessen er oksidasjon av organiske stoffer. Noen prokaryoter er i stand til fotosyntese. Eksempler er blågrønne alger og lilla bakterier, som inneholder plastider i cellene sine. Men archaea er i stand til klorofyllfri fotosyntese. Under denne prosessen blir ikke karbondioksid fikset, men ATP-molekyler dannes direkte. Så i hovedsak er dette ekte fotofosforylering.
Måltidstype
Bakterier og arkea er prokaryoter, hvis struktur lar dem utføre ulike måter å fôre på. Noen av dem er autotrofer. Disse organismene syntetiserer selv organiske stoffer under fotosyntesen. Cellene til slike prokaryoter inneholder klorofyll. Noen bakterier får energi ved å bryte ned visse organiske forbindelser. Deres type ernæring kalles kjemotrofisk. Representanter for denne gruppen er jern- og svovelbakterier. Andre absorberer bare ferdige forbindelser. De kalles heterotrofer. De fleste av dem lever en parasittisk livsstil og lever bare inne i cellene til andre skapninger. En rekke av denne gruppen er også saprotrofer. De lever av avfallsprodukter ellerråtnende organisk materiale. Som du kan se, er måten prokaryoter mates på ganske variert. Dette faktum bidro til deres brede utbredelse i alle habitater.
Reproduksjonsskjemaer
Prokaryoter, hvis struktur er representert av én celle, formerer seg ved å dele den i to deler eller ved å spire. Denne funksjonen skyldes også strukturen til deres genetiske apparat. Prosessen med binær fisjon innledes av duplisering, eller DNA-replikasjon. I dette tilfellet avvikles først nukleinsyremolekylet, hvoretter hver tråd dupliseres i henhold til komplementaritetsprinsippet. Kromosomene som dannes som et resultat av dette divergerer mot polene. Cellene øker i størrelse, en innsnevring dannes mellom dem, og deretter skjer deres endelige isolasjon. Noen bakterier er også i stand til å danne aseksuelt reproduserende celler - sporer.
Bakterier og arkea: kjennetegn
I lang tid var archaea, sammen med bakterier, representanter for kongeriket Drobyanka. Faktisk har de mange lignende strukturelle funksjoner. Dette er først og fremst størrelsen og formen på cellene deres. Biokjemiske studier har imidlertid vist at de har en rekke likheter med eukaryoter. Dette er naturen til enzymer, under påvirkning av hvilke prosessene for syntese av RNA og proteinmolekyler finner sted.
I følge fôringsmåten er de fleste kjemotrofer. Dessuten er stoffene som brytes ned i prosessen med å skaffe energi av arkea mer varierte. Dette er både komplekse karbohydrater ogammoniakk og metallforbindelser. Blant arkea er det også autotrofer. Svært ofte inngår de et symbiotisk forhold. Det er ingen parasitter blant archaea. Oftest i naturen finnes kommensaler og mutualister. I det første tilfellet lever archaea av stoffene i vertens kropp, men skader den ikke. I motsetning til denne typen symbiose, i et gjensidig forhold, har begge organismer fordel. Noen av dem er metagener. Slike archaea bor i fordøyelsessystemet til mennesker og drøvtyggende pattedyr, og forårsaker overdreven gassdannelse i tarmene. Disse organismene formerer seg ved binær fisjon, knoppskyting eller fragmentering.
Archaea har mestret nesten alle habitater. De er spesielt forskjellige i sammensetningen av plankton. Opprinnelig ble alle arkea klassifisert som ekstremofiler, siden de er i stand til å leve i varme kilder, vannforekomster med høy s altholdighet og på dyp med betydelig trykk.
Betydningen av prokaryoter i naturen og menneskelivet
Prokaryotenes rolle i naturen er betydelig. Først av alt er de de første levende organismene som oppsto på planeten. Forskere har funnet ut at bakterier og arkea oppsto for rundt 3,5 milliarder år siden. Teorien om symbiogenese antyder at noen eukaryote celleorganeller også stammer fra dem. Spesielt snakker vi om plastider og mitokondrier.
Mange prokaryoter brukes i bioteknologi for å produsere medisiner, antibiotika, enzymer, hormoner, gjødsel, ugressmidler. Mennesket har lenge brukt gunstige egenskapermelkesyrebakterier for fremstilling av ost, kefir, yoghurt, fermenterte produkter. Ved hjelp av disse organismene utføres rensing av vannmasser og jordsmonn, anrikning av malmer av forskjellige metaller. Bakterier danner tarmmikrofloraen til mennesker og mange dyr. Sammen med archaea sykler de mange stoffer: nitrogen, jern, svovel, hydrogen.
På den annen side er mange bakterier årsaken til farlige sykdommer, og regulerer bestanden av mange plante- og dyrearter. Disse inkluderer pest, syfilis, kolera, miltbrann, difteri.
Så, prokaryoter kalles organismer hvis celler er blottet for en dannet kjerne. Deres genetiske materiale er representert av en nukleoid, bestående av et sirkulært DNA-molekyl. Av moderne organismer tilhører bakterier og arkea prokaryoter.
