I vores artikel vil vi overveje strukturen af prokaryoter og eukaryoter. Disse organismer adskiller sig væsentligt i organisationsniveauet. Og grunden til dette er de særlige forhold ved strukturen af genetisk information.
Funktioner ved strukturen af prokaryote celler
Prokaryoter er alle levende organismer, hvis celler ikke indeholder en kerne. Af repræsentanterne for de fem moderne riger af levende natur, hører kun én til dem - bakterier. De prokaryoter, vi overvejer, omfatter også blågrønalger og archaea.
På trods af fraværet af en dannet kerne i deres celler, indeholder de genetisk materiale. Dette giver dig mulighed for at gemme og overføre arvelig information, men begrænser mangfoldigheden af metoder til reproduktion. Alle prokaryoter formerer sig ved at dele deres celler i to. De er ikke i stand til mitose og meiose.
Struktur af prokaryoter og eukaryoter
De strukturelle træk ved prokaryoter og eukaryoter, der adskiller dem, er ret betydelige. Ud over arvematerialets struktur gælder det også mange organeller. Eukaryoter, som omfatter planter, svampe og dyr, indeholder i cytoplasmaetmitokondrier, Golgi-kompleks, endoplasmatisk retikulum, mange plastider. Prokaryoter har dem ikke. Cellevæggen, som de begge har, adskiller sig i kemisk sammensætning. I bakterier er det sammensat af komplekse kulhydrater pektin eller murein, mens det i planter er baseret på cellulose, og i svampe - kitin.
Opdagelseshistorik
Funktioner ved prokaryoters struktur og liv blev først kendt af videnskabsmænd i det 17. århundrede. Og dette på trods af, at disse skabninger har eksisteret på planeten siden dens begyndelse. I 1676 blev de første gang undersøgt gennem et optisk mikroskop af dets skaber Anthony van Leeuwenhoek. Som alle mikroskopiske organismer kaldte videnskabsmanden dem "dyr". Udtrykket "bakterier" dukkede først op i begyndelsen af det 19. århundrede. Det blev foreslået af den berømte tyske naturforsker Christian Ehrenberg. Begrebet "prokaryoter" opstod senere, i æraen af skabelsen af elektronmikroskopet. Og til at begynde med etablerede videnskabsmænd kendsgerningen om forskelle i strukturen af det genetiske apparat af cellerne fra forskellige skabninger. E. Chatton i 1937 foreslog at kombinere organismer i to grupper i henhold til dette træk: pro- og eukaryoter. Denne opdeling eksisterer den dag i dag. I anden halvdel af det 20. århundrede blev der opdaget en sondring blandt prokaryoterne selv: arkæer og bakterier.
Funktioner ved overfladeapparatet
Prokaryoternes overfladeapparat består af en membran og en cellevæg. Hver af disse dele har sine egne karakteristika. Deres membran er dannet af et dobbelt lag af lipider og proteiner. prokaryoter,hvis struktur er ret primitiv, de har to typer struktur af cellevæggen. I gram-positive bakterier består den således hovedsageligt af peptidoglycan, har en tykkelse på op til 80 nm og er tæt op ad membranen. Et karakteristisk træk ved denne struktur er tilstedeværelsen i den af porer, gennem hvilke et antal molekyler trænger ind. Gram-negative bakteriers cellevæg er meget tynd - op til maksim alt 3 nm. Det klæber ikke tæt til membranen. Nogle repræsentanter for prokaryoter har også en slimkapsel på ydersiden. Det beskytter organismer mod udtørring, mekanisk beskadigelse og skaber en ekstra osmotisk barriere.
Prokaryote organeller
Strukturen af cellen af prokaryoter og eukaryoter har sine egne væsentlige forskelle, som primært består i tilstedeværelsen af visse organeller. Disse permanente strukturer bestemmer niveauet for udvikling af organismer som helhed. De fleste af dem er fraværende i prokaryoter. Proteinsyntese i disse celler sker af ribosomer. Akvatiske prokaryoter indeholder aerosomer. Disse er gashulrum, der giver opdrift og regulerer graden af nedsænkning af organismer. Kun prokaryoter indeholder mesosomer. Disse folder af den cytoplasmatiske membran forekommer kun under brugen af kemiske fikseringsmetoder under fremstillingen af prokaryote celler til mikroskopi. Organellerne for bevægelse af bakterier og archaea er cilia eller flageller. Og fastgørelse til underlaget udføres ved at drikke. Disse strukturer dannet af proteincylindre kaldes også villi og fimbriae.
Hvad er en nukleoid
Men den væsentligste forskel er strukturen af genet for prokaryoter og eukaryoter. Alle disse organismer besidder arvelig information. I eukaryoter er det placeret inde i den dannede kerne. Denne to-membran organel har sin egen matrix kaldet nukleoplasma, kappe og kromatin. Her udføres ikke kun lagring af genetisk information, men også syntese af RNA-molekyler. I nukleolerne danner de efterfølgende underenheder af ribosomer - organeller ansvarlige for proteinsyntese.
Strukturen af prokaryote gener er enklere. Deres arvemateriale er repræsenteret af nukleoid- eller nuklearområdet. DNA i prokaryoter er ikke pakket ind i kromosomer, men har en cirkulær lukket struktur. Nukleoidet indeholder også RNA og proteinmolekyler. Sidstnævnte ligner i funktion eukaryote histoner. De er involveret i DNA-duplikation, RNA-syntese, kemisk strukturreparation og nukleinsyrebrud.
Features of life-aktivitet
Prokaryoter, hvis struktur ikke er kompleks, udfører ret komplekse livsprocesser. Dette er ernæring, respiration, reproduktion af deres egen art, bevægelse, stofskifte … Og kun en mikroskopisk celle er i stand til alt dette, hvis størrelse varierer fra op til 250 mikron! Så man kan kun tale om primitivitet relativt.
Trækkene i strukturen af prokaryoter bestemmer mekanismerne for deres fysiologi. For eksempel er de i stand til at modtage energi på tre måder. Den første ergæring. Det udføres af nogle bakterier. Denne proces er baseret på redoxreaktioner, hvorunder ATP-molekyler syntetiseres. Dette er en kemisk forbindelse, under sp altningen af hvilken energi frigives i flere trin. Derfor kaldes det ikke forgæves "cellebatteri". Den næste måde er at trække vejret. Essensen af denne proces er oxidation af organiske stoffer. Nogle prokaryoter er i stand til fotosyntese. Eksempler er blågrønalger og lilla bakterier, som indeholder plastider i deres celler. Men archaea er i stand til klorofylfri fotosyntese. Under denne proces er kuldioxid ikke fikseret, men ATP-molekyler dannes direkte. Så i bund og grund er dette ægte fotofosforylering.
Måltidstype
Bakterier og arkæer er prokaryoter, hvis struktur tillader dem at udføre forskellige måder at fodre på. Nogle af dem er autotrofer. Disse organismer syntetiserer selv organiske stoffer under fotosyntesen. Cellerne i sådanne prokaryoter indeholder klorofyl. Nogle bakterier får energi ved at nedbryde visse organiske forbindelser. Deres type ernæring kaldes kemotrofisk. Repræsentanter for denne gruppe er jern- og svovlbakterier. Andre absorberer kun færdige forbindelser. De kaldes heterotrofer. De fleste af dem fører en parasitisk livsstil og lever kun inde i andre skabningers celler. En række af denne gruppe er også saprotrofer. De lever af affaldsprodukter elhenfaldende organisk stof. Som du kan se, er den måde, prokaryoter fodrer på, ret forskelligartet. Dette faktum bidrog til deres brede udbredelse i alle levesteder.
Reproduktionsformularer
Prokaryoter, hvis struktur er repræsenteret af én celle, formerer sig ved at dele den i to dele eller ved at spire. Denne funktion skyldes også strukturen af deres genetiske apparat. Processen med binær fission er forudgået af duplikation eller DNA-replikation. I dette tilfælde afvikles nukleinsyremolekylet først, hvorefter hver streng duplikeres efter komplementaritetsprincippet. Kromosomerne dannet som følge af dette divergerer mod polerne. Cellerne øges i størrelse, en indsnævring dannes mellem dem, og så sker deres endelige isolation. Nogle bakterier er også i stand til at danne aseksuelt reproducerende celler - sporer.
Bakterier og arkæer: kendetegn
I lang tid var archaea sammen med bakterier repræsentanter for kongeriget Drobyanka. Faktisk har de mange lignende strukturelle træk. Dette er primært størrelsen og formen af deres celler. Biokemiske undersøgelser har dog vist, at de har en række ligheder med eukaryoter. Dette er karakteren af enzymer, under påvirkning af hvilke synteseprocesserne af RNA og proteinmolekyler finder sted.
Ifølge fodringsmåden er de fleste af dem kemotrofer. Desuden er de stoffer, der nedbrydes i processen med at opnå energi af archaea, mere forskellige. Det er både komplekse kulhydrater ogammoniak og metalforbindelser. Blandt archaea er der også autotrofer. Meget ofte indgår de i et symbiotisk forhold. Der er ingen parasitter blandt arkæerne. Oftest i naturen findes kommensaler og mutualister. I det første tilfælde lever archaea af stofferne i værtens krop, men skader den ikke. I modsætning til denne type symbiose, i et gensidigt forhold, har begge organismer gavn. Nogle af dem er metagener. Sådanne arkæer lever i fordøjelsessystemet hos mennesker og drøvtyggende pattedyr, hvilket forårsager overdreven gasdannelse i tarmene. Disse organismer formerer sig ved binær fission, knopskydning eller fragmentering.
Archaea har mestret næsten alle levesteder. De er især forskellige i sammensætningen af plankton. Oprindeligt blev alle archaea klassificeret som ekstremofiler, da de er i stand til at leve i varme kilder, vandområder med høj s altholdighed og på dybder med betydeligt tryk.
Betydningen af prokaryoter i naturen og menneskelivet
Prokaryoternes rolle i naturen er væsentlig. Først og fremmest er de de første levende organismer, der opstod på planeten. Forskere har fundet ud af, at bakterier og arkæer opstod for omkring 3,5 milliarder år siden. Teorien om symbiogenese antyder, at nogle eukaryote celleorganeller også stammer fra dem. Vi taler især om plastider og mitokondrier.
Mange prokaryoter bruges i bioteknologi til at producere lægemidler, antibiotika, enzymer, hormoner, gødning, herbicider. Mennesket har længe brugt gavnlige egenskabermælkesyrebakterier til fremstilling af ost, kefir, yoghurt, fermenterede produkter. Ved hjælp af disse organismer udføres rensning af vandområder og jordbund, berigelse af malme af forskellige metaller. Bakterier danner tarmmikrofloraen hos mennesker og mange dyr. Sammen med archaea kredser de mange stoffer: nitrogen, jern, svovl, brint.
På den anden side er mange bakterier årsagen til farlige sygdomme, som regulerer bestanden af mange plante- og dyrearter. Disse omfatter pest, syfilis, kolera, miltbrand, difteri.
Så prokaryoter kaldes organismer, hvis celler er blottet for en dannet kerne. Deres genetiske materiale er repræsenteret af en nukleoid, der består af et cirkulært DNA-molekyle. Af moderne organismer hører bakterier og arkæer til prokaryoter.
