Прокариоты и эукариоты — что это и в чем их отличия
Здравствуйте уважаемые читатели блога.
Все живущие на Земле организмы в зависимости от строения их клеток относятся к одной из двух групп: прокариоты или эукариоты.
Термины «прокариоты» и «эукариоты» были предложены французским ботаником Э. Шаттоном в 1925 г.
Деление организмов на прокариот и эукариот сохранялось довольно долго (до 1990-х гг.), пока американский микробиолог К. Вёзе не обнаружил, что в среде прокариот существует большая группа особей со значительными генетическими различиями.
В связи с этим он предложил разделить прокариот на бактерии и археи. На данный момент общепринятым является деление живых организмов на эукариот, бактерий и архей.
Прокариоты — это…
Прокариоты — одноклеточные живые организмы без сформированного клеточного ядра. Они не развиваются, не становятся многоклеточными и способны к автономному существованию.
Прокариоты являются наиболее представительной формой жизни на Земле с точки зрения количества видов. Например, в 1 грамме плодородной почвы может содержаться около 10 миллиардов бактериальных клеток.
Как отмечалось выше, к прокариотам относятся бактерии (в том числе цианобактерии или сине-зеленые водоросли) и археи.
У прокариот молекула органического вещества не отделена от цитоплазмы, а прикреплена к клеточной мембране. Обычно они размножаются бесполым путем и имеют кольцевую ДНК. У большинства прокариот геном (что это такое?) представлен одной хромосомой.
Прокариоты — древнейшие и в то же время самые примитивные организмы на нашей планете. Они встречаются везде: в воздухе, в воде, в почве, внутри живых организмов.
Их можно встретить в глубинах океана, на горных вершинах, во льдах Антарктиды и Арктики. Бактериальные споры присутствуют в атмосфере на высоте до 15 км и проникают в почву на глубину более 4 км.
Бактериальные клетки сильно различаются по форме. Они могут быть палочковидными (бациллы), круглыми (диплококки), шестигранными, звездчатыми, стеблевидными и др. диплококки образуют пары, стрептококки — цепочки, стафилококки — гроздья, как виноград.
Строение бактериальной клетки в упрощенном виде выглядит следующим образом:
- клеточная мембрана (стенка);
- плазматическая мембрана;
- цитоплазма;
- кольцевая хромосомная ДНК (связанная с мембраной);
- плазмиды (небольшие кольцевые ДНК, не прикрепленные к мембране, с небольшим набором генов);
- рибосомы;
- прокариотический жгутик(и).
Подавляющее большинство прокариот размножаются простым бинарным делением, которое начинается с удвоения ДНК без образования хромосом.
Обе новообразованные молекулы ДНК отделены друг от друга плазматической мембраной, в результате чего клетка делится пополам. Следовательно, каждая дочерняя клетка содержит эквивалентную молекулу ДНК.
Процесс деления при благоприятных условиях происходит каждые 25-30 минут. Этот интервал может увеличиваться из-за ограничивающих факторов, таких как недостаток пищи, солнечного света, высоких температур и т д.
По способу питания бактерии делятся на гетеротрофов (что это такое?) и автотрофов (что это такое?).
Первые представлены сапротрофами (питаются мертвой органикой), паразитами (питаются органикой живых особей) и симбионтами (живут и питаются вместе с другими организмами). Последние получают питание за счет фотосинтеза (преобразования солнечной энергии или за счет химического окисления неорганических веществ).
Эукариоты — это…
В отличие от прокариот эукариоты являются ядерными живыми организмами (то есть их клетки содержат ядро).
Они могут быть как одноклеточными, так и многоклеточными, но их клеточное строение однотипно.
В группу эукариот (они могут быть одноклеточными или многоклеточными) входят растения, животные (включая человека) и грибы.
Эукариотические клетки разделены системой мембран на отдельные компартменты, имеют сходный химический состав и одинаковый тип метаболизма.
Генетический материал сосредоточен в основном в хромосомах, которые состоят из цепочек ДНК и белковых молекул. Мембранные органеллы находятся в цитоплазме.
Непременным структурным элементом любой эукариотической клетки является ядро. В ней, как и в митохондриях, животные клетки хранят наследственную информацию.
В растительных клетках эта информация содержится не только в ядре и митохондриях, но и в пластидах. Соотношение объемов между ядром и цитоплазмой называется ядерно-цитоплазматическим отношением, по которому можно оценить уровень метаболизма (что это такое?).
Почему грибы принадлежат к группе эукариот
Клетки грибов имеют хорошо сформированное ядро, поэтому их относят к эукариотам.
Правда, первоначально к эукариотам относили только растения и животных. Позже в отдельное царство выделились грибы, так как они сочетают в себе растительные и животные признаки.
В частности, у них отсутствует хлорофилл, а питание производится за счет поглощения органических веществ из внешней среды (свою органику создавать они не способны). Грибы размножаются половым и бесполым путем.
Основными компонентами эукариотической клетки являются:
- центр;
- ядерная мембрана;
- линейная ДНК;
- цитоплазма;
- митохондрии;
- плазменная или клеточная мембрана;
- хромосомы;
- рибосомы;
- лизосомы (в клетках животных для переваривания клеточных микромолекул);
- хлоропласты (в клетках растений для обеспечения фотосинтеза);
- эукариотический жгутик(и).
Согласно наиболее распространенным научным гипотезам, эукариоты появились около 1,5 млрд лет назад. Многие ученые считают, что они эволюционировали путем симбиогенеза, то есть взаимодействия собственных клеток с бактериальными клетками.
Отличие прокариотов от эукариотов
Главное, что отличает прокариот от эукариот, — это отсутствие клеточного ядра.
А это значит, что ДНК прокариотической клетки не организована в хромосомы и не окружена ядерной оболочкой. Эукариотические клетки гораздо сложнее. Ваша ДНК упакована в хромосомы, которые расположены прямо в ядре.
Основные различия между рассматриваемыми биологическими категориями сведены в таблицу:
Прокариоты | Эукариоты |
---|---|
Одноклеточные (за редким исключением) | Одноклеточные или многоклеточные |
Не имеют сформированного ядра | Имеют хорошо выраженное ядро (ядра) с собственным слоем |
Наследственная информация содержится в кольцевой молекуле ДНК | Наследственная информация хранится в линейной ДНК ядра, а также в митохондриях и пластидах |
Не имеют мембранных органелл | Содержит мембранные органеллы и немембранные структуры |
Бинарное деление клеток | Прямое деление (амитоз), непрямое деление (митоз) или редукционное деление (мейоз) |
Набор генов гаплоидный | Генофонд обычно диплоидный |
Размножение вегетативное, споровое, почкование | Половое размножение с образованием гамет |
Жгутик в виде белковых нитей, встроенных в клеточную мембрану | Жгутик представляет собой вырост клетки в виде микротрубочки |
Размер клеток 0,1-10 мкм | Клетки размером 10-100 мкм |