Prokaryoty: struktura a rysy životních funkcí

V tomto článku uvažujeme o struktuře prokaryot a eukaryot.

Zvláštnosti struktury prokaryotických buněk

Prokaryotes jsou všechny živé organismy, jejichž buňky neobsahují jádro. Ze zástupců pěti moderních Králíci živé přírody k nim patří jen jedna věc - bakterie. Prokaryoti, jejichž struktura se zamýšlí, zahrnuje také zástupce modrozelených řas a archea.

Přes nepřítomnost jádra v buňkách obsahují genetický materiál. To vám umožní ukládat a předávat dědičné informace, ale omezuje různé způsoby násobení. Reprodukce všech prokaryot dochází rozdělením buněk ve dvou. Nejsou schopni mitózy a meiózy.

Struktura prokaryot a eukaryot

Vlastnosti struktury prokaryot a eukaryot, které lze odlišit, poměrně značný. Kromě struktury genetického materiálu se to týká i mnoha organel. Eukaryota, včetně rostlin, hub a zvířat, obsahují v cytoplazmě mitochondrií, Golgiho aparátu, endoplazmatického retikula, mnoho plastidů. V prokaryotách chybí. Buněčná stěna, která je přítomna v obou, se liší chemickým složením. U bakterií, se skládá z komplexních sacharidů, pektin nebo murein, zatímco v rostlinách je na bázi celulózy, a houby - chitin.

Historie objevu

Zvláštnosti struktury a životně důležité činnosti prokaryotů se staly vědcem vědců až v 17. století. A to navzdory skutečnosti, že tyto bytosti existovaly na planetě od svého založení. V roce 1676 byly poprvé považovány v optickém mikroskopu tvůrcem Anthony van Leeuwenhoek. Stejně jako všechny mikroskopické organismy, vědec jim říkal "animalikulami". Termín "bakterie" se objevil až na počátku 19. století. Navrhl to slavný německý přírodovědec Christian Ehrenberg. Koncept "prokaryotů" vznikl později, v době vytvoření elektronového mikroskopu. A nejprve vědci zjistili skutečnost, že struktura genetického přístroje buněk různých tvorů je odlišná. E. Chatteron v roce 1937 navrhl sjednotit na tomto základě organismy do dvou skupin: pro- a eukaryotes. Toto dělení existuje dodnes. Ve druhé polovině 20. století byl objeven rozdíl mezi samotnými prokaryotami: archy a bakteriemi.

Vlastnosti povrchového zařízení

Povrchová aparatura prokaryotů se skládá z membrány a buněčné stěny. Každá z těchto částí má své vlastní vlastnosti. Jejich membrána je tvořena dvojitou vrstvou lipidů a bílkovin. Prokaryoti, jejichž struktura je poměrně primitivní, mají dva typy struktury buněčné stěny. Takže v gram-pozitivních bakteriích se skládá hlavně z peptidoglykanu, má tloušťku až 80 nm a je těsně přilnut k membráně. Charakteristickou vlastností této struktury je přítomnost pórů, kterými proniká řada molekul. Buněčná stěna gramnegativních bakterií je velmi tenká - maximálně 3 nm. Na membránu se nedotýká. Některé prokaryoti mají vnější sliznici. Chrání organismy před vysycháním, mechanickým poškozením, vytváří další osmotickou bariéru.

Prokaryotické organely

struktura buněk prokaryot a eukaryot má významné rozdíly, které se skládají hlavně v přítomnosti určitých organel. Tyto trvalé struktury určují úroveň vývoje organismů obecně. V prokaryotách většina z nich chybí. Syntéza proteinu v těchto buňkách nastává ribozomy. Prokaryotní vody obsahují aerosomy. Tento plyn dutiny, které umožňují vztlak a nastavení stupně ponoření organismů. Pouze v buňkách prokaryot jsou mezosomy. Tyto záhyby cytoplazmatické membrány se vyskytují pouze při použití chemických fixačních metod během přípravy prokaryotických buněk k mikroskopii. Organelly pohybu bakterií a archea jsou cibule nebo vlajky. A připevnění k podkladu je prováděno pilami. Tyto struktury, tvořené bílkovinami, jsou také nazývány villy a pili.

Co je nukleoid

Nejvýznamnějším rozdílem je však struktura prokaryotického a eukaryotického genu. Dědičná informace je vlastněna všemi těmito organismy. V eukaryotách se nachází uvnitř zdobeného jádra. Tento dvumembrannaya organela má vlastní matici, která se nazývá Nucleoplasm, chromatin a kůži. Není to jen ukládání genetické informace, ale také syntéza molekul RNA. Tyto jadérka jsou následně vytvořeny podjednotky ribozomů - organel odpovědných za syntézu proteinů.

Struktura prokaryotických genů je jednodušší. Jejich dedičný materiál je reprezentován nukleoidní nebo jadernou oblastí. DNA v prokaryotách není zabalena do chromozomů, ale má prstencovou uzavřenou strukturu. Nukleoid také zahrnuje molekuly RNA a proteinu. Ty mají podobnou funkci jako histony eukaryot. Jsou zapojeni do zdvojování DNA, syntézy RNA, obnovení chemické struktury a přerušení nukleových kyselin.

Vlastnosti života

Prokaryoti, jejichž struktura není obtížná, provádějí poměrně složité procesy života. Toto jídlo, dýchání, rozmnožování jejich vlastního druhu, pohyb, metabolismus ... A to vše je schopen pouze jednoho mikroskopické buňky, jejichž rozměry se pohybují od 250 mm! Takže je možné mluvit o primitivitě jen relativně.

Charakteristiky struktury prokaryotů určují mechanismy jejich fyziologie. Například jsou schopni přijímat energii třemi způsoby. První je fermentace. To je prováděno některými bakteriemi. Tento proces je založen na oxidačních redukčních reakcích, během kterých jsou syntetizovány molekuly ATP. Jedná se o chemickou sloučeninu, jejíž rozdělení uvolňuje energii v několika fázích. Proto není marně nazýván "buněčnou baterií". Další cestou je dýchání. Podstatou tohoto procesu je oxidace organických látek. Některé prokaryoty jsou schopné fotosyntézy. Jejich příklady jsou modrozelené řasy a purpurové bakterie, které obsahují plastidy v buňkách. Ale archea je schopna chlorofilní fotosyntézy. Během tohoto procesu není oxid uhličitý pevný, ale molekuly ATP se tvoří přímo. Proto je to skutečná fotofosforylace.

Druh potraviny

Bakterie a archea jsou prokaryoti, jejichž struktura umožňuje provádět různé způsoby krmení. Některé z nich jsou autotrofy. Tyto organismy syntetizují samotné organické látky během fotosyntézy. V buňkách takových prokaryotů je chlorofyl. Některé bakterie získávají energii rozštěpením některých organických sloučenin. Jejich typ potravy se nazývá hemotropické. Zástupci této skupiny jsou železné a sírové bakterie. Ostatní absorbují pouze hotové směsi. Jsou nazývány heterotrofy. Většina z nich vede parazitický způsob života a žije pouze uvnitř buněk jiných bytostí. Varianty této skupiny jsou saprotrofy. Krmí se produkty živé činnosti nebo rozkládajícími se organickými látkami. Jak můžete vidět, způsoby stravování prokaryotů jsou poměrně rozmanité. Tato skutečnost přispěla k jejich široké distribuci ve všech stanovištích.

Formy reprodukce

Prokaryoti, jejichž struktura je reprezentována jedinou buňkou, se množí dělením na dvě části nebo rozkvětem. Tato vlastnost je také dána strukturou jejich genetického přístroje. Proces binárního dělení předchází zdvojnásobení, nebo DNA replikace. V tomto případě je molekula nukleové kyseliny nejprve natažena, po které se každé vlákno duplikuje princip komplementarity. Výsledné chromozomy se liší od pólu. Buňky se zvětšují, mezi nimi se vytváří zúžení a pak dochází k jejich konečné izolaci. Některé bakterie jsou také schopny vytvářet buňky asexuální reprodukce - spor.

Bakterie a Archaea: charakteristické rysy

Po dlouhou dobu byli archové spolu s bakteriemi zástupci království Drobia. A skutečně mají mnoho podobností struktury. Jedná se především o velikost a tvar jejich buněk. Nicméně biochemické studie ukázaly, že mají řadu podobností s eukaryoty. Toto je povaha enzymů, jejichž vlivem se objevují procesy syntézy RNA a proteinových molekul.

Prostřednictvím výživy jsou většinou hemotrofy. A látky, které jsou rozděleny v procesu získávání energie archea, jsou rozmanitější. Komplexní sacharidy a amoniak a sloučeniny kovů. Mezi archeou a autotrofami patří. Velmi často vstupují do symbiotického vztahu. Neexistují parazity mezi archea. Nejčastěji v přírodě jsou komedie a vzájemní přátelé. V prvním případě se archaea živí hostitelskými látkami, ale nedělá jim žádnou škodu. Na rozdíl od tohoto druhu symbiózy, s vzájemnými vztahy, oba organismu prospěch. Některé z nich jsou metageny. Takoví archové žijí v zažívacím systému lidí a přežvýkavců savců, což způsobuje nadměrné tvorbu plynů ve střevě. Tyto organismy se rozmnožují binárním rozdělením, začínají nebo fragmentují.

Archeáni zvládli téměř všechna stanoviště. Jsou obzvláště rozmanité v složení planktonu. Zpočátku, všechny archea patří do skupiny extremophiles protože jsou schopné k bydlení horkých pramenů, a v nádržích s vysokým obsahem soli, a hloubka se značným tlakem.

Význam prokaryotů v přírodě a v lidském životě

Úloha prokaryotů v přírodě je významná. Za prvé, jsou to první živé organismy, které na planetě vznikly. Vědci zjistili, že bakterie a archeáni vznikli zhruba před 3,5 miliardami let. Teorie symbiogeneze naznačuje, že z nich vznikly také některé organely z eukaryotických buněk. Zejména mluvíme o plastidách a mitochondriích.

Mnoho prokaryotů nachází jejich použití v biotechnologii za účelem získání léků, antibiotik, enzymů, hormonů, hnojiv, herbicidů. Člověk dlouho používá užitečné vlastnosti bakterií mléčného kvašení při výrobě sýrů, kefíru, jogurtu, zelí. S pomocí těchto organismů se čistí vodní útvary a půdy a obohacují se rudy různých kovů. Bakterie tvoří mikroflóru střeva člověka a mnoha zvířat. Spolu s Archeanem cirkulují mnoho látek: dusík, železo, síra, vodík.

Na druhou stranu, mnoho bakterií je příčinou nebezpečných onemocnění, které regulují počet mnoha druhů rostlin a živočichů. Mezi ně patří mor, syfilis, cholera, antrax, záškrt.

Takže prokaryote jsou nazývány organismy, jejichž buňky postrádají formální jádro. Jejich genetický materiál je reprezentován nukleoidem sestávajícím z kruhové molekuly DNA. Mezi moderní organismy, prokaryotes patří bakterie a archaea.