Procariotele includ bacterii și alge albastre-verzi (cyanea). Aparatul ereditar al procariotelor este reprezentat de o moleculă circulară de ADN care nu formează legături cu proteinele și conține o copie a fiecărei gene - organisme haploide. În citoplasmă există număr mare ribozomi mici; membranele interne sunt absente sau slab exprimate. Enzimele metabolismului plastic sunt localizate difuz. Aparatul Golgi este reprezentat de vezicule individuale. Sistemele enzimatice pentru metabolismul energetic sunt situate ordonat pe suprafața interioară a membranei citoplasmatice exterioare. Exteriorul celulei este înconjurat de un perete celular gros. Multe procariote sunt capabile de sporulare în condiții de viață nefavorabile; în acest caz, o mică secțiune a citoplasmei care conține ADN este izolată și înconjurată de o capsulă groasă multistrat. Procesele metabolice din interiorul sporului se opresc practic. Când este expus la condiții favorabile, sporul se transformă într-o formă celulară activă. Procariotele se reproduc prin simpla divizare in doua.

Celulele procariote și eucariote (T.A. Kozlova, V.S. Kuchmenko. Biologie în tabele. M., 2000)

Alte intrări

06.10.2016.

Teoria celulară

Studiul celulei a presupus descoperirea și utilizarea microscopului și îmbunătățirea tehnicilor de microscopie. În 1665, fizicianul englez R. Hooke a examinat „celule” minuscule pe o secțiune subțire de plută, care...

06.10.2016. Acizi nucleici Acizii nucleici sunt compuși organici cu o moleculă înaltă care au un primar

semnificație biologică . Au fost descoperite pentru prima dată în nucleul celulelor (la sfârșitul secolului al XIX-lea), de unde corespunzătoare... Pe baza structurii lor celulare, organismele vii sunt împărțite în procariotăŞi eucariote, în afara căruia în multe cazuri există peretele celular. În interiorul celulei există un semi-lichid citoplasma.

Cu toate acestea, celulele procariote sunt mult mai simple decât celulele eucariote. . Au fost descoperite pentru prima dată în nucleul celulelor (la sfârșitul secolului al XIX-lea), de unde corespunzătoare... Material genetic de bază (din greaca despre – înainte și karyon – nucleu) este situat în citoplasmă sub forma unei molecule circulare de ADN. Această moleculă ( nucleoid ) nu este înconjurat de învelișul nuclear caracteristic eucariotelor și este atașat de membrana plasmatică (Fig. 1). Astfel, procariotele nu au un nucleu format. În plus față de nucleoid, o mică moleculă circulară de ADN numită

plasmidă . Plasmidele se pot muta de la o celulă la alta și se pot integra în molecula principală de ADN. Unele procariote au extensii ale membranei plasmatice:

mezosomi, tilacoizi lamelari, cromatofori . Conțin enzime implicate în procesele de fotosinteză și respirație. În plus, mezosomii sunt asociați cu sinteza ADN-ului și secreția de proteine. Celulele procariote au dimensiuni mici, diametrul lor este de 0,3–5 microni. Pe exteriorul membranei plasmatice a tuturor procariotelor (cu excepția micoplasmelor) se află

peretele celular . Este format din complexe de proteine ​​și oligozaharide, dispuse în straturi, protejează celula și își menține forma. Este separat de membrana plasmatică printr-un mic spațiu intermembranar. Doar organele nemembranare se găsesc în citoplasma procariotelor

ribozomi

. Structura ribozomilor procariotelor și eucariotelor este similară, totuși, ribozomii procariotelor sunt mai mici și nu sunt atașați de membrană, ci sunt localizați direct în citoplasmă. Multe procariote sunt mobile și pot înota sau aluneca folosind flageli. Procariotele se reproduc de obicei prin împărțirea în două ( binar). Împărțirea este precedată de foarte

etapa scurta

eucariote duplicarea sau replicarea cromozomilor. Deci procariotele sunt organisme haploide. Procariotele includ bacterii și alge albastre-verzi sau cianobacteriile. Procariotele au apărut pe Pământ în urmă cu aproximativ 3,5 miliarde de ani și au fost probabil primele forme de viață celulară, dând naștere procariotelor și eucariotelor moderne. – înainte și(din greaca ew– adevărat,

Spre deosebire de procariote, care sunt reprezentate de organisme unice și forme coloniale, eucariotele pot fi unicelulare (de exemplu, amibe), coloniale (Volvox) și organisme pluricelulare. Ele sunt împărțite în trei mari regate: animale, plante și ciuperci.

Diametrul celulelor eucariote este de 5-80 μm. Ca și celulele procariote, celulele eucariote sunt înconjurate de eucariote format din proteine ​​si lipide. Această membrană acționează ca o barieră selectivă, permeabilă la unii compuși și impermeabilă la alții. În afara membranei plasmatice este un puternic peretele celular , care la plante constă în principal din fibre celulozice, iar în ciuperci - din chitină. Funcția principală a peretelui celular este de a asigura formă permanentă

celule. Deoarece membrana plasmatică este permeabilă la apă, iar celulele vegetale și fungice vin de obicei în contact cu soluții cu putere ionică mai mică decât puterea ionică a soluției din interiorul celulei, apa va curge în celule. Din acest motiv, volumul celulelor va crește, membrana plasmatică va începe să se întindă și se poate rupe. Peretele celular previne extinderea și distrugerea celulelor. Animalele nu au perete celular, dar stratul exterior al membranei plasmatice este îmbogățit cu componente de carbohidrați.

Acest strat exterior al membranei plasmatice a celulelor animale se numește

glicocalix citoplasma. Celulele animalelor multicelulare nu necesită un perete celular puternic, deoarece există și alte mecanisme care asigură reglarea volumului celular. Deoarece celulele animalelor multicelulare și ale organismelor unicelulare care trăiesc în mare se află într-un mediu în care concentrația totală de ioni este apropiată de concentrația ionilor intracelulari, celulele nu se umflă sau explodează. Animalele unicelulare care trăiesc în apă dulce (amoeba, ciliati papuci) au vacuole contractile care elimină constant apa care intră în celulă spre exterior. Componentele structurale ale unei celule eucariote În interiorul celulei, sub membrana plasmatică, existăîndeplinind diferite funcții în celulă.

Organele membranare componenta principală a organelelor membranare este membrană . Membranele biologice sunt construite conform principiu general , Dar compozitia chimica membranele diferitelor organite sunt diferite. Toate membranele celulare sunt filme subțiri (7-10 nm grosime), a căror bază este un strat dublu de lipide (dublu strat), aranjat astfel încât părțile hidrofile încărcate ale moleculelor să fie în contact cu mediul, iar reziduurile hidrofobe. acizi grași

ale fiecărui monostrat sunt direcționate în membrană și sunt în contact unul cu celălalt (Fig. 3). Moleculele proteice (proteinele membranare integrale) sunt construite în stratul dublu lipidic în așa fel încât părțile hidrofobe ale moleculei proteice să fie în contact cu resturile de acizi grași ale moleculelor lipidice, iar părțile hidrofile sunt expuse mediului. În plus, o parte din solubil (proteine ​​non-membranare) se conectează la membrană în principal datorită interacțiunilor ionice (proteine ​​membranare periferice). Fragmentele de carbohidrați sunt, de asemenea, atașate la multe proteine ​​și lipide din membrane. Astfel, membranele biologice sunt filme lipidice în care sunt încorporate proteine ​​integrale. Una dintre funcțiile principale ale membranelor este de a crea o graniță între celulă și mediu și diferitele compartimente ale celulei. Bistratul lipidic este permeabil în principal la compușii solubili în grăsimi și substanțele hidrofile sunt transportate prin membrane folosind mecanisme speciale: greutate moleculară mică - prin diverși purtători (canale, pompe etc.), iar greutate moleculară mare - prin procese; Pe baza structurii lor celulare, organismele vii sunt împărțite în exo- endocitoza

(Fig. 4).

Orez. 4. Schema transferului de substanță prin membrană La endocitoza anumite substanțe sunt absorbite pe suprafața membranei (datorită interacțiunii cu proteinele membranei). În acest moment, se formează o invaginare a membranei în citoplasmă. O fiolă care conține compusul transferat este apoi separată de membrană. Astfel, endocitoza - acesta este transferul în celulă a compușilor cu molecule înalte ai mediului extern, înconjurați de o secțiune a membranei.- Acesta este transferul de substanțe din celulă în exterior. Are loc prin fuziunea cu membrana plasmatică a unei vezicule umplute cu compuși cu molecule înalte transportați. Membrana veziculei se contopește cu membrana plasmatică, iar conținutul acesteia se revarsă.

Canalele, pompele și alți transportatori sunt molecule de proteine ​​membranare integrale care formează de obicei un por în membrană.

Pe lângă funcțiile de separare a spațiului și de asigurare a permeabilității selective, membranele sunt capabile să detecteze semnale. Această funcție este îndeplinită de proteinele receptor care leagă moleculele de semnalizare. Proteinele membranare individuale sunt enzime care desfășoară reacții chimice specifice.

Miez - un organel celular mare, înconjurat de o înveliș nuclear și având de obicei formă sferică. Într-o celulă există un singur nucleu și, deși există celule multinucleate (celule ale mușchilor scheletici, unele ciuperci) sau cele fără nucleu (eritrocite și trombocite ale mamiferelor), aceste celule iau naștere din celulele precursoare mononucleare.

Funcția principală a nucleului este stocarea, transferul și vânzarea informațiilor genetice.

Aici, moleculele de ADN sunt duplicate, rezultând în celulele fiice care primesc același material genetic în timpul diviziunii. În nucleu, folosind secțiuni individuale de molecule de ADN (gene) ca matrice, are loc sinteza moleculelor de ARN: informațional (ARNm), transport (ARNt) și ribozomal (ARNr), necesare sintezei proteinelor. În nucleu, subunitățile ribozomale sunt asamblate din molecule și proteine ​​de ARNr, care sunt sintetizate în citoplasmă și transferate în nucleu.

Nucleul este format din învelișul nuclear, cromatina (cromozomi), nucleol și nucleoplasmă (carioplasmă).

Orez. 5. Structura cromatinei: 1 – nucleozom, 2 – ADN La microscop, zonele de materie densă sunt vizibile în interiorul nucleului - cromatina. În celulele care nu se divid, umple uniform volumul nucleului sau se condensează în anumite locuri sub formă de zone mai dense și este bine colorată cu coloranți bazici. Cromatina este un complex de ADN și proteine ​​(Fig. 5), în mare parte încărcat pozitiv.

Numărul de molecule de ADN din nucleu este egal cu numărul de cromozomi. Numărul și forma cromozomilor sunt o caracteristică unică a unei specii. Fiecare cromozom conține o moleculă de ADN, constând din două catene interconectate și având forma unei duble elice de 2 nm grosime. Lungimea sa depășește semnificativ diametrul celulei: poate ajunge la câțiva centimetri. Molecula de ADN este încărcată negativ, astfel încât se poate plia (condensa) numai după ce se leagă de proteinele histonelor încărcate pozitiv (Fig. 6).

În primul rând, o catenă dublă de ADN se răsucește în jurul blocurilor individuale de histonă, fiecare dintre ele conține 8 molecule de proteine, formând o structură „mărgele pe un șir” de aproximativ 10 nm grosime. Mărgelele se numesc nucleozomi. Ca urmare a formării nucleozomilor, lungimea moleculei de ADN scade de aproximativ 7 ori. Apoi, firul cu nucleozomi se pliază, formând o structură asemănătoare frânghiei cu o grosime de aproximativ 30 nm. Această frânghie, îndoită în bucle, este apoi atașată de proteinele care formează baza cromozomului. Ca rezultat, se formează o structură cu o grosime de aproximativ 300 nm. Condensarea în continuare a acestei structuri duce la formarea unui cromozom.

În perioada dintre diviziuni, cromozomul se desfășoară parțial. Drept urmare, secțiunile individuale ale moleculei de ADN care ar trebui exprimate într-o anumită celulă sunt eliberate de proteine ​​și întinse, ceea ce face posibilă citirea informațiilor din acestea prin sinteza moleculelor de ARN.

Nucleolul este un tip de ADN șablon responsabil de sinteza ARNr și colectat în regiuni separate ale nucleului. Nucleolul este cea mai densă structură a nucleului, nu este un organel separat, ci reprezintă unul dintre locii cromozomului. Produce ARNr, care apoi formează un complex cu proteinele, formând subunități ribozomale care intră în citoplasmă.

Proteinele nucleare non-histone formează o rețea structurală în nucleu. Este reprezentat de un strat de fibrile aflat sub anvelopa nucleară. De aceasta este atașată o rețea intranucleară de fibrile, de care sunt atașate fibrile de cromatină.

Învelișul nuclear este format din două membrane: exterioară și interioară, separate printr-un spațiu intermembranar. Membrana exterioară este în contact cu citoplasma, poate conține poliribozomi și ea însăși poate trece în membranele reticulului endoplasmatic. Membrana interioară este asociată cu cromatina. Astfel, învelișul nuclear asigură fixarea materialului cromozomial în spațiul tridimensional al nucleului.

Carcasa de bază are găuri rotunde - porii nucleari(Fig. 7). În zona porilor, membranele exterioare și interioare se închid și formează găuri umplute cu fibrile și granule.

În interiorul porului există un sistem complex de proteine ​​care asigură legarea selectivă și transportul macromoleculelor. Numărul de pori nucleari depinde de intensitatea metabolismului celular. Reticulul endoplasmatic , sau reticulul endoplasmatic

(ER), este o rețea bizară de canale, vacuole, saci turtiți, interconectate și separate de hialoplasmă printr-o membrană (Fig. 8). Distinge stare brută Şi netezi . EPR . Este format din complexe de proteine ​​și oligozaharide, dispuse în straturi, protejează celula și își menține forma. Este separat de membrana plasmatică printr-un mic spațiu intermembranar. Pe membranele ER aspre există

(Fig. 9), care sintetizează proteine ​​excretate din celulă sau integrate în membrana plasmatică. Proteina nou sintetizată părăsește ribozomul și trece printr-un canal special în cavitatea reticulului endoplasmatic, unde suferă modificări post-translaționale, de exemplu, legarea de carbohidrați, scindarea proteolitică a unei părți a lanțului polipeptidic și formarea de S. – Legături S între reziduurile de cisteină din lanț. Aceste proteine ​​sunt apoi transportate în complexul Golgi, unde sunt fie parte din lizozomi, fie din granule secretoare. În ambele cazuri, aceste proteine ​​ajung în interiorul unei vezicule membranare (veziculă).
Orez. 9. Schema sintezei proteinelor în ER brut: 1 – mic şi
2 – subunitatea ribozomală mare; 3 – moleculă de ARNr;

4 – EPR brut; 5 – proteină nou sintetizată

ER neted este lipsit de ribozomi. Funcția sa principală este sinteza lipidelor și metabolismul carbohidraților. Este bine dezvoltat, de exemplu, în celulele cortexului suprarenal, care conțin enzime care asigură sinteza hormonilor steroizi. În ER neted din celulele hepatice există enzime care efectuează oxidarea (detoxifierea) compușilor hidrofobi străini organismului, cum ar fi medicamentele.

Orez. 10. Aparatul Golgi: 1 – vezicule; 2 – rezervoare (Fig. 10) constă din 5–10 cavități plate delimitate de membrană situate în paralel. Părțile de capăt ale acestor structuri în formă de disc au prelungiri. Pot exista mai multe astfel de formațiuni într-o celulă. Zona complexului Golgi conține un număr mare de vezicule membranare. Unele dintre ele sunt desprinse din părțile terminale ale structurii principale sub formă de granule secretoare și lizozomi. Unele dintre veziculele mici (veziculele) care transportă proteine ​​sintetizate în ER brut se deplasează în complexul Golgi și se contopesc cu acesta. Astfel, complexul Golgi este implicat în acumularea și modificarea ulterioară a produselor sintetizate în ER brut și sortarea acestora.

Orez. 11. Formarea și funcțiile lizozomilor: 1 – fagozom; 2 – veziculă pinocitotică; 3 – lizozom primar; 4 – Aparatul Golgi; 5 – lizozom secundar

Lizozomi - acestea sunt vacuole (Fig. 11), limitate de o singură membrană, care muguri din complexul Golgi. În interiorul lizozomilor mediul este destul de acid (pH 4,9–5,2). Există enzime hidrolitice care descompun diferiți polimeri la pH acid (proteaze, nucleaze, glucozidaze, fosfataze, lipaze). Acești lizozomi primari fuzionează cu vacuole endocitare care conțin componente care trebuie degradate.

Substanțele care intră în lizozomul secundar sunt descompuse în monomeri și transferate prin membrana lizozomului în hialoplasmă. Astfel, lizozomii participă la procesele de digestie intracelulară. Mitocondriile înconjurat de două membrane: cea exterioară, care separă mitocondria de hialoplasmă, și cea interioară, delimitându-i conținutul intern. Între ele există un spațiu intermembranar de 10–20 nm lățime. Membrana interioară formează numeroase proeminențe (

cristas

). Această membrană conține enzime care asigură oxidarea aminoacizilor, zaharurilor, glicerolului și acizilor grași formați în afara mitocondriilor (ciclul Krebs) și realizează transferul de electroni în lanțul respirator (diagramă). Datorită transferului de electroni de-a lungul lanțului respirator de la un nivel de energie ridicat la unul mai scăzut, o parte din energia liberă eliberată este stocată sub formă de ATP, moneda energetică universală a celulei. Astfel, funcția principală a mitocondriilor este oxidarea diferitelor substraturi și sinteza moleculelor de ATP. Schema transferului a doi electroni de-a lungul lanțului respirator Mitocondriile (matricea) conțin ribozomi similari ribozomilor procariotelor, care asigură sinteza acestor proteine.

Faptul că mitocondriile au propriul lor ADN circular și ribozomi procarioți a condus la ipoteza că mitocondria este un descendent al unei celule procariote străvechi care a intrat odată în interiorul unei celule eucariote și, în procesul de evoluție, a preluat anumite funcții.

Orez. 12. Cloroplaste (A) și membrane tilacoide (B)

Plastide – organele de celule vegetale care conțin pigmenți. ÎN cloroplaste conține clorofilă și carotenoide, cromoplaste – carotenoide, în leucoplaste fara pigmenti. Plastidele sunt înconjurate de o membrană dublă. În interiorul lor există un sistem de membrane sub formă de bule plate numite tilacoizi

(Fig. 12). Tilacoizii sunt aranjați în stive asemănătoare stivelor de plăci. Pigmenții sunt încorporați în membranele tilacoide. Funcția lor principală este absorbția luminii, a cărei energie, cu ajutorul enzimelor încorporate în membrana tilacoidă, este transformată într-un gradient de ioni de H + pe membrana tilacoidă. Ca și mitocondriile, plastidele au propriul lor ADN circular și ribozomi de tip procariotic.

Aparent, plastidele sunt și organisme procariote care trăiesc în simbioză cu celulele eucariote.

Ribozomi sunt organite celulare nemembranoase care se găsesc atât în ​​celulele pro- și eucariote. Ribozomii eucarioți au dimensiuni mai mari decât cei procarioți, dimensiunea lor este de 25x20x20 nm. Ribozomul este format din subunități mari și mici adiacente una cu cealaltă. Între subunitățile unui ribozom funcțional există o catenă de ARNm. Fiecare subunitate ribozomală este făcută din ARNr, strâns împachetat și asociat cu proteine. Ribozomii pot fi localizați liber în citoplasmă sau pot fi asociați cu membranele RE. Ribozomii liberi pot fi unici, dar pot forma polizomi atunci când mai mulți ribozomi sunt localizați secvenţial pe o catenă de ARNm. Funcția principală a ribozomilor este sinteza proteinelor. Citoscheletul- Asta sistemul musculo-scheletic celule, inclusiv formațiuni filamentoase proteice (fibrilare), care sunt cadrul celulei și efectuează functia motorie. Structurile citoscheletice sunt dinamice, apar și se dezintegrează. Citoscheletul este reprezentat de trei tipuri de formațiuni:. Filamentele intermediare sunt structuri proteice neramificate sub formă de fire, adesea dispuse în mănunchiuri. Lor compozitia proteinelor

variază în diferite țesuturi: în epiteliu sunt formate din cheratina, în fibroblaste - din vimentină, în celulele musculare - din desmină. Filamentele intermediare vor îndeplini o funcție de cadru de susținere. Microfilamente

- acestea sunt structuri fibrilare situate direct sub membrana plasmatică sub formă de mănunchiuri sau straturi. Ele sunt clar vizibile în pseudopodele amibei, în procesele de mișcare ale fibroblastelor și în microvilozitățile epiteliului intestinal (Fig. 13). Microfilamentele sunt construite din proteinele contractile actină și miozină și sunt aparatul contractil intracelular. Microtubuli fac parte atât din structurile celulare temporare cât și din cele permanente. Cele temporare includ fusul de diviziune, elemente ale citoscheletului celulelor dintre diviziuni, iar cele permanente includ cilii, flagelii și centriolii centrului celular. Microtubulii sunt cilindri drepti, goli, cu un diametru de aproximativ 24 nm, pereții lor sunt formați din molecule rotunde de tubulină.

Sub microscop electronic se poate observa că secțiunea transversală a microtubulului este formată din 13 subunități legate într-un inel. Microtubulii sunt prezenți în hialoplasma tuturor celulelor eucariote. Una dintre funcțiile microtubulilor este de a crea un cadru în interiorul celulelor. În plus, veziculele mici se deplasează de-a lungul microtubulilor, ca pe șine. Centrul celular

este format din doi centrioli situati in unghi drept unul fata de celalalt si microtubuli asociati. Aceste organite din celulele în diviziune participă la formarea fusului de diviziune. Baza centriolului este formată din 9 triplete de microtubuli situate în jurul circumferinței, formând un cilindru gol, de 0,2 µm lățime și 0,3–0,5 µm lungime. Pe măsură ce celulele se pregătesc să se divizeze, centriolii diverg și se dublează. Înainte de mitoză, centriolii sunt implicați în formarea microtubulilor fusului. Celulele plante superioare

nu au centrioli, dar au un centru organizator similar al microtubulilor.

Există doar două tipuri de organisme pe Pământ: eucariote și procariote. Ele diferă foarte mult prin structura, originea și

dezvoltare evolutivă , care va fi discutat în detaliu mai jos. Semne ale unei celule procariote

1. fără coajă și nu formează legături cu proteinele. Informațiile sunt transmise și citite continuu.
2. Toate procariotele sunt organisme haploide.
3. Enzimele sunt situate în stare liberă (difuz).
4. Au capacitatea de a forma spori în condiții nefavorabile.
5. Prezența plasmidelor - molecule mici de ADN extracromozomial. Funcția lor este transferul de informații genetice, crescând rezistența la mulți factori agresivi.
6. Prezența flagelilor și pili - formațiuni proteice externe necesare mișcării.
7. Vacuolele de gaz sunt cavități. Datorită acestora, corpul este capabil să se miște în coloana de apă.
8. Peretele celular al procariotelor (și anume bacteriilor) este format din mureină.
9. Principalele metode de obținere a energiei la procariote sunt chimio- și fotosinteza.

Acestea includ bacteriile și arheile. Exemple de procariote: spirochete, proteobacterii, cianobacterii, crenarheote.

Atenţie!În ciuda faptului că procariotele nu au un nucleu, au echivalentul său - un nucleoid (o moleculă de ADN circulară lipsită de coji) și ADN liber sub formă de plasmide.

Structura unei celule procariote

Bacteriile

Reprezentanții acestui regat sunt printre cei mai vechi locuitori ai Pământului și au o rată de supraviețuire ridicată în condiții extreme.

Există bacterii gram-pozitive și gram-negative. Principala lor diferență constă în structura membranei celulare. Gram-pozitivele au o înveliș mai groasă, până la 80% constă dintr-o bază mureină, precum și polizaharide și polipeptide. Cand sunt colorate cu Gram, dau o culoare violeta. Majoritatea acestor bacterii sunt agenți patogeni. Gram-negativele au un perete mai subțire, care este separat de membrană prin spațiul periplasmatic. Cu toate acestea, o astfel de înveliș are o rezistență crescută și este mult mai rezistentă la efectele anticorpilor.

Bacteriile joacă un rol foarte important în natură:

1. Cianobacteriile (alge albastre-verzi) ajută la menținerea nivelului necesar de oxigen în atmosferă. Ele formează mai mult de jumătate din tot O2 de pe Pământ.
2. Ele promovează descompunerea resturilor organice, participând astfel la ciclul tuturor substanțelor și participă la formarea solului.
3. Fixatori de azot pe rădăcinile de leguminoase.
4. Ei purifică apa din deșeurile, de exemplu, din industria metalurgică.
5. Ele fac parte din microflora organismelor vii, ajutând la absorbția maximă nutrienti.
6. Folosit în industria alimentară pentru fermentare Așa se obțin brânzeturile, brânza de vaci, alcoolul și aluatul.

Atenţie! Pe lângă semnificația lor pozitivă, bacteriile joacă și un rol negativ. Multe dintre ele sunt fatale boli periculoase, cum ar fi holera, febra tifoidă, sifilisul, tuberculoza.

Bacteriile

Archaea

Anterior, au fost combinate cu bacterii în regatul unic al Drobyanok. Cu toate acestea, de-a lungul timpului, a devenit clar că arheele au propria lor cale individuală de evoluție și sunt foarte diferite de alte microorganisme în compoziția lor biochimică și metabolism.

• Există până la 5 tipuri, cele mai studiate sunt euryarchaeota și crenarchaeota. Caracteristicile arheei sunt: majoritatea sunt chimioautotrofe – sintetizează materie organică
• din dioxid de carbon, zahăr, amoniac, ioni metalici și hidrogen;
• joacă un rol cheie în ciclul azotului și carbonului;
• participă la digestia oamenilor și a multor rumegătoare;
• au o înveliș membranară mai stabilă și mai durabilă datorită prezenței legăturilor eterice în lipidele glicerol-eter. Acest lucru permite arheilor să trăiască în medii foarte alcaline sau acide, precum și la temperaturi ridicate;

peretele celular, spre deosebire de bacterii, nu conține peptidoglican și este format din pseudomureină.

Structura eucariotelor

Eucariotele sunt un superregn de organisme ale căror celule conțin un nucleu. În afară de arhee și bacterii, toate viețuitoarele de pe Pământ sunt eucariote (de exemplu, plante, protozoare, animale). Celulele pot varia foarte mult în ceea ce privește forma, structura, dimensiunea și funcțiile lor. În ciuda acestui fapt, ele sunt similare în elementele de bază ale vieții, metabolismului, creșterii, dezvoltării, capacității de iritare și variabilitate. Celulele eucariote pot fi de sute sau mii de ori mai mari decât celulele procariote. Acestea includ nucleul și citoplasma cu numeroase organite membranoase și nemembranoase.

peretele celular, spre deosebire de bacterii, nu conține peptidoglican și este format din pseudomureină.

Cele membranoase includ: reticulul endoplasmatic, lizozomii, complexul Golgi, mitocondriile,. Nonmembranare: ribozomi, centru celular, microtubuli, microfilamente.

Să comparăm celule eucariote din diferite regate.

• Superregnul eucariotelor include următoarele regnuri: protozoare. Heterotrofe, unele capabile de fotosinteză (alge). Se reproduc asexuat, sexual șiîntr-un mod simplu
• în două părți. Majoritatea nu au un perete celular; plantelor. Sunt producători principala metodă de obținere a energiei este fotosinteza. Cele mai multe
• ciuperci. Multicelular. Sunt mai jos și mai sus. Sunt organisme heterotrofe și nu se pot mișca independent. Se reproduc asexuat, sexual și vegetativ. Acestea stochează glicogen și au un perete celular puternic format din chitină;
• animalelor. Există 10 tipuri: bureți, viermi, artropode, echinoderme, cordate și altele. Sunt organisme heterotrofe. Capabil de mișcare independentă. Principala substanță de depozitare este glicogenul. Peretele celular este format din chitină, la fel ca în ciuperci. Calea principală reproducere – sexuală.

Tabel: Caracteristici comparative ale plantei și celula animală

Comparația dintre procariote și eucariote

Caracteristicile structurale ale celulelor procariote și eucariote sunt semnificative, dar una dintre diferențele principale se referă la stocarea materialului genetic și metoda de obținere a energiei.

Procariotele și eucariotele fotosintetizează diferit. La procariote, acest proces are loc pe excrescente membranare (cromatofore), dispuse in stive separate. Bacteriile nu au un fotosistem cu fluor, deci nu produc oxigen, spre deosebire de algele albastre-verzi, care il produc in timpul fotolizei. Sursele de hidrogen la procariote sunt hidrogenul sulfurat, H2, diverse substanțe organice și apa. Principalii pigmenți sunt bacterioclorofila (în bacterii), clorofila și ficobilinele (în cianobacterii).

Dintre toate eucariotele, numai plantele sunt capabile de fotosinteză. Au formatiuni speciale - cloroplaste, continand membrane dispuse in grana sau lamele. Prezența fotosistemului II permite eliberarea de oxigen în atmosferă în timpul procesului de fotoliză a apei. Singura sursă de molecule de hidrogen este apa. Pigmentul principal este clorofila, iar ficobilinele sunt prezente numai în algele roșii.

Principalele diferențe și trăsături caracteristice Procariotele și eucariotele sunt prezentate în tabelul de mai jos.

Tabel: Asemănări și diferențe între procariote și eucariote

Diferențele dintre procariote și eucariote

Asemănări și diferențe între celulele procariote și eucariote

Concluzie

Compararea unui organism procariot cu un organism eucariot este un proces destul de laborios, care necesită luarea în considerare a multor nuanțe. Ele au multe în comun între ele în ceea ce privește structura, procesele în curs și proprietățile tuturor viețuitoarelor. Diferențele constau în funcțiile îndeplinite, metodele de nutriție și organizarea internă. Oricine este interesat de acest subiect poate folosi aceste informații.

O celulă este o unitate elementară de structură și activitate vitală a tuturor în viaţă organisme(cu excepţia virusuri, despre care se vorbește adesea ca forme de viață necelulare), având propriul metabolism, capabil de existență independentă, auto-reproducere și dezvoltare. Toate organismele vii sunt fie multicelulare animalelor, plantelorŞi ciuperci, constau din mai multe celule sau, ca multe protozoare stare brută bacterii, sunt organisme unicelulare. Ramura biologiei care studiază structura și funcționarea celulelor se numește citologie. Recent, a devenit, de asemenea, obișnuit să se vorbească despre biologia celulară, sau biologia celulară.

Caracteristici distinctive ale celulelor vegetale și animale

Vacuole contractile, digestive, excretoare. De obicei mici.

Caracteristici generale 1. Unitatea sistemelor structurale - citoplasmă și nucleu. 2. Asemănarea proceselor metabolice și energetice. 3. Unitatea principiului codului ereditar. 4. Structura membranei universale. 5. Unitatea compoziției chimice. 6. Asemănări în procesul de diviziune celulară.

Structura celulară

Toate formele de viață celulară de pe Pământ pot fi împărțite în două superregate în funcție de structura celulelor lor constitutive:

procariote (prenucleare) - mai simple ca structură și au apărut mai devreme în procesul de evoluție;

eucariote (nucleare) - mai complexe, au apărut mai târziu. Celulele care alcătuiesc corpul uman sunt eucariote.

În ciuda varietății formelor, organizarea celulelor tuturor organismelor vii este supusă unor principii structurale comune.

Conținutul celulei este separat de mediu prin membrana plasmatică sau plasmalemă. În interiorul celulei este umplut cu citoplasmă, în care se află diverse organele și incluziuni celulare, precum și material genetic sub forma unei molecule de ADN. Fiecare organel al celulei îndeplinește propria sa funcție specială și, împreună, toate determină activitatea vitală a celulei în ansamblu.

Celula procariotă Structura unei celule procariote tipice:, capsulă, peretele celular, citoplasma,. Este format din complexe de proteine ​​și oligozaharide, dispuse în straturi, protejează celula și își menține forma. Este separat de membrana plasmatică printr-un mic spațiu intermembranar., plasmalema, plasmidă, băut,– nucleu) este situat în citoplasmă sub forma unei molecule circulare de ADN. Această moleculă (.

procariote flagel (din lat. pro - înainte, înainte și κάρῠον - greacă miez , nucă) - organisme care, spre deosebire de eucariote, nu au un nucleu celular format și alte organele interne ale membranei (cu excepția rezervoarelor plate la speciile fotosintetice, de exemplu, cianobacteriile ). O singură moleculă circulară mare (în unele specii liniară) dublu catenară ADN – nucleu) este situat în citoplasmă sub forma unei molecule circulare de ADN. Această moleculă (, care conține cea mai mare parte a materialului genetic al celulei (așa-numitul ) nu formează un complex cu proteine ​​- histonele (așa-numitul cromatina bacterii). Procariotele includ , inclusiv cianobacteriile (alge albastre-verzi) și arheea . Descendenții celulelor procariote sunt celule eucariote - mitocondriile stare brută plastide. Conținutul principal al celulei, umplându-și întregul volum, este citoplasma granulară vâscoasă.

Celula eucariotă

Eucariotele sunt organisme care, spre deosebire de procariote, au o structură celulară miez, delimitat de citoplasmă de învelișul nuclear. Materialul genetic este conținut în mai multe molecule lineare de ADN dublu catenar (în funcție de tipul de organism, numărul lor pe nucleu poate varia de la două la câteva sute), atașate din interior de membrana nucleului celular și formându-se în vastul nucleu. majoritar (cu exceptia dinoflagelate) complex cu proteine ​​- ) nu formează un complex cu proteine ​​-, numit cromatina. Celulele eucariote au un sistem de membrane interne care, pe lângă nucleu, formează o serie de alte organoizi (reticulul endoplasmatic, Aparatul Golgi etc.). În plus, marea majoritate au intracelulare permanente simbionti-procariote - mitocondriile, și în alge și plante - de asemenea plastide.

Structura unei celule eucariote

Reprezentarea schematică a unei celule animale. (Făcând clic pe oricare dintre numele părților componente ale celulei, veți fi dus la articolul corespunzător.)

Complex de suprafață al unei celule animale

Constă din glicocalix, plasmalemă și stratul cortical subiacent. citoplasma. Membrana plasmatică se mai numește și plasmalemă, membrana exterioară a celulei. Aceasta este o membrană biologică, de aproximativ 10 nanometri grosime. Oferă în primul rând o funcție de delimitare în raport cu mediul extern celulei. În plus, ea face spectacol functia de transport. Celula nu irosește energie pentru a menține integritatea membranei sale: moleculele sunt ținute împreună conform aceluiași principiu prin care moleculele de grăsime sunt ținute împreună - hidrofob Este mai avantajos din punct de vedere termodinamic ca părțile moleculelor să fie situate în imediata apropiere unele de altele. Glicocalixul este molecule de oligozaharide, polizaharide, glicoproteine ​​și glicolipide „ancorate” în plasmalemă. Glicocalixul îndeplinește funcții de receptor și marker. Membrana plasmatica animalelor celulele constă în principal din fosfolipide și lipoproteine ​​intercalate cu molecule de proteine, în special, antigeni de suprafață și receptori. În stratul cortical (adiacent membranei plasmatice) al citoplasmei există elemente specifice citoscheletice - microfilamente de actină ordonate într-un anumit fel. Funcția principală și cea mai importantă a stratului cortical (cortex) este reacțiile pseudopodiale: ejecția, atașarea și contracția pseudopodiilor. În acest caz, microfilamentele sunt rearanjate, prelungite sau scurtate. Forma celulei (de exemplu, prezența microvilozităților) depinde și de structura citoscheletului stratului cortical.

Procariotele sau celulele prenucleare sunt primele organisme vii de pe Pământ. În ciuda structura primitivă celulele procariote, bacteriile, arheile și cianobacteriile au putut supraviețui până în prezent.

Componente

Procariotele constau din trei componente:

• scoici;
• citoplasmă;
• material genetic.

Învelișul procariotelor este format din trei straturi:

• plasmalema - o membrană subțire care acoperă citoplasma;
• peretele celular - un înveliș exterior dur care conține proteina mureină;
• capsulă - o structură de protecție formată din polizaharide sau proteine.

Capsula (stratul mucos, acoperirea) este o componentă opțională a celulei. Format pentru a proteja împotriva condițiilor nefavorabile, cum ar fi uscarea sau înghețul. Aceasta este o barieră suplimentară care poate proteja celula de viruși (bacteriofagi). La unele bacterii, capsula servește ca o sursă suplimentară de substanțe.

Orez. 1. Cochilie procariotă.

Citoplasma procariotelor este o substanță asemănătoare gelului care conține:

TOP 2 articolecare citesc împreună cu asta

• substanțe anorganice;
• proteine;
• polizaharide;
• metaboliți (produși metabolici).

Principala caracteristică structurală a unei celule procariote este absența unui nucleu. Informația genetică sub formă de ADN circular este stocată direct în citoplasmă și formează o structură necaracteristică pentru eucariote - un nucleoid.
Pe lângă nucleoid, citoplasma procariotelor conține în mod constant:

• ribozomi - structuri formate din două subunități care realizează biosinteza proteinelor;
• mezosom - un pliu al plasmalemei care realizează replicarea ADN-ului și respirația celulară (analog mitocondriilor);
• organele de mișcare - flageli lungi, formați din proteina flagelină și pili scurti, formați din proteina pilin.

Pe lângă organele, citoplasma poate conține rezerve de substanțe - incluziuni:

• glicogen;
• amidon;
• volutină (metacromatină) - granule de acid polifosforic;
• picături de grăsime;
• sulf.

Plasmidele sunt structuri instabile ale procariotelor. Constă din molecule individuale mici de ADN pe care bacteriile le pot schimba în timpul transferului orizontal al genelor.

Orez. 2. Organele celulelor prenucleare.

Diviziune

Procariotele se reproduc prin fisiune directă sau binară – amitoză. Celula nu este pregătită în niciun fel pentru acest proces. Diviziunea începe cu duplicarea ADN-ului circular pe mezozom fără formarea de cromozomi.
Procesul poate fi împărțit în două etape:

• mitoză - replicarea și divergența ADN-ului;
• citokineza - separarea prin constricție a întregului conținut al celulei.

Fiecare celulă fiică primește un cerc de ADN. Cu toate acestea, structurile rămase sunt distribuite neuniform.

Orez. 3. Diviziunea bacteriană.

ADN-ul bacterian care alcătuiește nucleoidul poate conține câteva milioane de nucleotide. Cu toate acestea, bacteriile se adaptează rapid la condiții nefavorabile datorită schimbului constant de gene conținute în plasmidele scurte de ADN.

Ce am învățat?

Din lecția de clasa a X-a am învățat despre structura și scopul funcțional al organelelor unei celule procariote. Procariotele includ bacteriile, cianobacteriile și arheile. Ei nu au un nucleu; informațiile genetice sunt localizate direct în citoplasmă sub forma unei structuri încurcate - un nucleoid. Pe lângă un ADN circular, celulele pot conține molecule mici de ADN sub formă de plasmide. Procariotele se reproduc prin amitoză și sunt capabile să facă schimb de gene.

Test pe tema

Evaluarea raportului

Evaluare medie: 3.9. Evaluări totale primite: 246.