Sa aming artikulo ay isasaalang-alang natin ang istruktura ng prokaryotes at eukaryotes. Malaki ang pagkakaiba ng mga organismong ito sa antas ng organisasyon. At ang dahilan nito ay ang mga kakaibang istraktura ng genetic na impormasyon.
Mga tampok ng istruktura ng prokaryotic cells
Ang
Prokaryotes ay lahat ng mga buhay na organismo na ang mga selula ay walang nucleus. Sa mga kinatawan ng limang modernong kaharian ng buhay na kalikasan, isa lamang ang nabibilang sa kanila - Bakterya. Kasama rin sa mga prokaryote na aming isinasaalang-alang ang asul-berdeng algae at archaea.
Sa kabila ng kawalan ng nabuong nucleus sa kanilang mga selula, naglalaman ang mga ito ng genetic material. Pinapayagan ka nitong mag-imbak at magpadala ng namamana na impormasyon, ngunit nililimitahan ang iba't ibang paraan ng pagpaparami. Lahat ng prokaryote ay nagpaparami sa pamamagitan ng paghahati ng kanilang mga selula sa dalawa. Hindi sila kaya ng mitosis at meiosis.
Istruktura ng mga prokaryote at eukaryote
Ang mga tampok na istruktura ng mga prokaryote at eukaryote na nagpapakilala sa kanila ay lubos na makabuluhan. Bilang karagdagan sa istraktura ng genetic na materyal, nalalapat din ito sa maraming organelles. Ang mga eukaryote, na kinabibilangan ng mga halaman, fungi at hayop, ay naglalaman sa cytoplasmmitochondria, Golgi complex, endoplasmic reticulum, maraming plastids. Ang mga prokaryote ay wala sa kanila. Ang cell wall, na pareho sa kanila, ay naiiba sa komposisyon ng kemikal. Sa bacteria, ito ay binubuo ng mga kumplikadong carbohydrates na pectin o murein, habang sa mga halaman ay nakabatay ito sa cellulose, at sa fungi - chitin.
Kasaysayan ng pagtuklas
Ang mga tampok ng istraktura at buhay ng mga prokaryote ay nalaman lamang ng mga siyentipiko noong ika-17 siglo. At ito sa kabila ng katotohanan na ang mga nilalang na ito ay umiral na sa planeta mula pa nang mabuo ito. Noong 1676, sila ay unang napagmasdan sa pamamagitan ng isang optical microscope ng lumikha nito na si Anthony van Leeuwenhoek. Tulad ng lahat ng mga microscopic na organismo, tinawag sila ng siyentipiko na "mga hayop". Ang terminong "bakterya" ay lumitaw lamang sa simula ng ika-19 na siglo. Ito ay iminungkahi ng sikat na German naturalist na si Christian Ehrenberg. Ang konsepto ng "prokaryotes" ay lumitaw nang maglaon, sa panahon ng paglikha ng mikroskopyo ng elektron. At sa una, itinatag ng mga siyentipiko ang katotohanan ng mga pagkakaiba sa istraktura ng genetic apparatus ng mga cell ng iba't ibang mga nilalang. Iminungkahi ni E. Chatton noong 1937 na pagsamahin ang mga organismo sa dalawang grupo ayon sa tampok na ito: pro- at eukaryotes. Ang dibisyong ito ay umiiral hanggang ngayon. Sa ikalawang kalahati ng ika-20 siglo, natuklasan ang pagkakaiba sa mga prokaryote mismo: archaea at bacteria.
Mga tampok ng surface apparatus
Ang surface apparatus ng prokaryotes ay binubuo ng isang lamad at isang cell wall. Ang bawat isa sa mga bahaging ito ay may sariling katangian. Ang kanilang lamad ay nabuo sa pamamagitan ng isang dobleng layer ng mga lipid at protina. prokaryote,ang istraktura na kung saan ay medyo primitive, mayroon silang dalawang uri ng istraktura ng cell wall. Kaya, sa gram-positive bacteria, ito ay pangunahing binubuo ng peptidoglycan, may kapal na hanggang 80 nm, at mahigpit na katabi ng lamad. Ang isang katangian ng istraktura na ito ay ang pagkakaroon nito ng mga pores kung saan ang isang bilang ng mga molekula ay tumagos. Ang cell wall ng gram-negative bacteria ay napakanipis - hanggang sa maximum na 3 nm. Hindi ito nakadikit nang mahigpit sa lamad. Ang ilang mga kinatawan ng prokaryotes ay mayroon ding mauhog na kapsula sa labas. Pinoprotektahan nito ang mga organismo mula sa pagkatuyo, pinsala sa makina, at lumilikha ng karagdagang osmotic barrier.
Prokaryote organelles
Ang istraktura ng cell ng prokaryotes at eukaryotes ay may sariling makabuluhang pagkakaiba, na pangunahing binubuo sa pagkakaroon ng ilang mga organelles. Tinutukoy ng mga permanenteng istrukturang ito ang antas ng pag-unlad ng mga organismo sa kabuuan. Karamihan sa kanila ay wala sa prokaryotes. Ang synthesis ng protina sa mga selulang ito ay nangyayari sa pamamagitan ng mga ribosom. Ang mga aquatic prokaryote ay naglalaman ng mga aerosomes. Ito ay mga gas cavity na nagbibigay ng buoyancy at kumokontrol sa antas ng paglulubog ng mga organismo. Ang mga prokaryote lamang ang naglalaman ng mga mesosome. Ang mga fold na ito ng cytoplasmic membrane ay nangyayari lamang sa panahon ng paggamit ng mga paraan ng pag-aayos ng kemikal sa panahon ng paghahanda ng mga prokaryotic cell para sa mikroskopya. Ang mga organelles ng paggalaw ng bacteria at archaea ay cilia o flagella. At ang attachment sa substrate ay isinasagawa sa pamamagitan ng pag-inom. Ang mga istrukturang ito na nabuo ng mga cylinder ng protina ay tinatawag ding villi at fimbriae.
Ano ang nucleoid
Ngunit ang pinaka makabuluhang pagkakaiba ay ang istruktura ng gene ng prokaryotes at eukaryotes. Ang lahat ng mga organismong ito ay nagtataglay ng namamana na impormasyon. Sa eukaryotes, ito ay matatagpuan sa loob ng nabuong nucleus. Ang dalawang-membrane na organelle na ito ay may sariling matrix na tinatawag na nucleoplasm, envelope at chromatin. Dito, hindi lamang ang pag-iimbak ng genetic na impormasyon ay isinasagawa, kundi pati na rin ang synthesis ng mga molekula ng RNA. Sa nucleoli, sila ay kasunod na bumubuo ng mga subunit ng ribosome - mga organel na responsable para sa synthesis ng protina.
Ang istraktura ng prokaryotic genes ay mas simple. Ang kanilang namamana na materyal ay kinakatawan ng nucleoid o nuclear region. Ang DNA sa mga prokaryote ay hindi nakaimpake sa mga chromosome, ngunit may pabilog na saradong istraktura. Ang nucleoid ay naglalaman din ng RNA at mga molekulang protina. Ang huli ay katulad sa paggana sa mga eukaryotic histones. Kasangkot sila sa pagdoble ng DNA, RNA synthesis, pag-aayos ng chemical structure at mga nucleic acid break.
Mga tampok ng aktibidad sa buhay
Prokaryotes, na ang istraktura ay hindi kumplikado, ay nagsasagawa ng medyo kumplikadong mga proseso sa buhay. Ito ay nutrisyon, paghinga, pagpaparami ng kanilang sariling uri, paggalaw, metabolismo … At isang mikroskopiko na cell lamang ang may kakayahang lahat ng ito, ang laki nito ay umaabot mula hanggang 250 microns! Kaya medyo primitive lang ang masasabi ng isa.
Ang mga tampok ng istruktura ng mga prokaryote ay tumutukoy sa mga mekanismo ng kanilang pisyolohiya. Halimbawa, nakakatanggap sila ng enerhiya sa tatlong paraan. Ang una aypagbuburo. Ito ay isinasagawa ng ilang bakterya. Ang prosesong ito ay batay sa mga reaksiyong redox, kung saan ang mga molekula ng ATP ay synthesize. Ito ay isang kemikal na tambalan, sa panahon ng paghahati kung saan ang enerhiya ay inilabas sa maraming yugto. Samakatuwid, ito ay hindi walang kabuluhan na tinatawag na "cell battery". Ang susunod na paraan ay paghinga. Ang kakanyahan ng prosesong ito ay ang oksihenasyon ng mga organikong sangkap. Ang ilang mga prokaryote ay may kakayahang photosynthesis. Ang mga halimbawa ay blue-green algae at purple bacteria, na naglalaman ng mga plastid sa kanilang mga cell. Ngunit ang archaea ay may kakayahang photosynthesis na walang chlorophyll. Sa prosesong ito, ang carbon dioxide ay hindi naayos, ngunit ang mga molekula ng ATP ay direktang nabuo. Kaya, sa esensya, ito ay totoong photophosphorylation.
Uri ng pagkain
Ang
Bacteria at archaea ay mga prokaryote, ang istraktura nito ay nagpapahintulot sa kanila na magsagawa ng iba't ibang paraan ng pagpapakain. Ang ilan sa kanila ay mga autotroph. Ang mga organismo mismo ang nag-synthesize ng mga organikong sangkap sa panahon ng photosynthesis. Ang mga selula ng naturang mga prokaryote ay naglalaman ng chlorophyll. Ang ilang bakterya ay nakakakuha ng enerhiya sa pamamagitan ng pagsira sa ilang mga organikong compound. Ang kanilang uri ng nutrisyon ay tinatawag na chemotrophic. Ang mga kinatawan ng pangkat na ito ay iron at sulfur bacteria. Ang iba ay sumisipsip lamang ng mga handa na compound. Ang mga ito ay tinatawag na heterotrophs. Karamihan sa kanila ay namumuhay ng isang parasitiko at nabubuhay lamang sa loob ng mga selula ng ibang mga nilalang. Ang iba't ibang pangkat na ito ay mga saprotroph din. Pinapakain nila ang mga produktong basura onabubulok na organikong bagay. Tulad ng nakikita mo, ang paraan ng pagpapakain ng mga prokaryote ay medyo magkakaibang. Ang katotohanang ito ay nag-ambag sa kanilang malawak na pamamahagi sa lahat ng mga tirahan.
Mga form sa pagpaparami
Prokaryotes, ang istraktura na kinakatawan ng isang cell, ay nagpaparami sa pamamagitan ng paghahati nito sa dalawang bahagi o sa pamamagitan ng pag-usbong. Ang tampok na ito ay dahil din sa istruktura ng kanilang genetic apparatus. Ang proseso ng binary fission ay nauuna sa duplication, o DNA replication. Sa kasong ito, ang molekula ng nucleic acid ay unang na-unwound, pagkatapos nito ang bawat strand ay nadoble ayon sa prinsipyo ng complementarity. Ang mga chromosome ay nabuo bilang isang resulta ng diverge na ito patungo sa mga pole. Ang mga cell ay tumataas sa laki, ang isang constriction form sa pagitan ng mga ito, at pagkatapos ay ang kanilang huling paghihiwalay ay nangyayari. May kakayahan din ang ilang bacteria na bumuo ng asexually reproducing cells - spores.
Bacteria at archaea: mga natatanging tampok
Sa mahabang panahon, ang archaea, kasama ang bacteria, ay mga kinatawan ng Kaharian ng Drobyanka. Sa katunayan, mayroon silang maraming katulad na mga tampok sa istruktura. Pangunahin dito ang laki at hugis ng kanilang mga selula. Gayunpaman, ipinakita ng mga pag-aaral ng biochemical na mayroon silang ilang pagkakatulad sa mga eukaryote. Ito ang likas na katangian ng mga enzyme, sa ilalim ng impluwensya kung saan nagaganap ang mga proseso ng synthesis ng RNA at mga molekula ng protina.
Ayon sa paraan ng pagpapakain, karamihan sa kanila ay chemotrophs. Bukod dito, ang mga sangkap na nasira sa proseso ng pagkuha ng enerhiya ng archaea ay mas magkakaibang. Ang mga ito ay parehong kumplikadong carbohydrates atammonia, at mga compound ng metal. Sa archaea mayroon ding mga autotroph. Kadalasan ay pumapasok sila sa isang symbiotic na relasyon. Walang mga parasito sa archaea. Kadalasan sa kalikasan, matatagpuan ang mga commensal at mutualists. Sa unang kaso, kumakain ang archaea sa mga sangkap ng katawan ng host, ngunit huwag itong saktan. Sa kaibahan sa ganitong uri ng symbiosis, sa isang mutualistic na relasyon, ang parehong mga organismo ay nakikinabang. Ang ilan sa kanila ay metagenes. Ang ganitong archaea ay naninirahan sa digestive system ng mga tao at ruminant mammals, na nagiging sanhi ng labis na pagbuo ng gas sa bituka. Ang mga organismong ito ay nagpaparami sa pamamagitan ng binary fission, budding o fragmentation.
Nakabisado na ng Archea ang halos lahat ng tirahan. Lalo silang magkakaibang sa komposisyon ng plankton. Noong una, ang lahat ng archaea ay inuri bilang mga extremophile, dahil nabubuhay sila sa mga mainit na bukal, mga anyong tubig na may mataas na kaasinan, at sa lalim na may malaking presyon.
Ang kahalagahan ng mga prokaryote sa kalikasan at buhay ng tao
Ang papel ng mga prokaryote sa kalikasan ay makabuluhan. Una sa lahat, sila ang mga unang nabubuhay na organismo na lumitaw sa planeta. Natuklasan ng mga siyentipiko na ang bacteria at archaea ay nagmula mga 3.5 bilyong taon na ang nakalilipas. Ang teorya ng symbiogenesis ay nagmumungkahi na ang ilang mga eukaryotic cell organelles ay nagmula rin sa kanila. Sa partikular, pinag-uusapan natin ang tungkol sa mga plastid at mitochondria.
Maraming prokaryote ang ginagamit sa biotechnology upang makagawa ng mga gamot, antibiotics, enzymes, hormones, fertilizers, herbicides. Matagal nang ginagamit ng tao ang mga kapaki-pakinabang na katangianlactic acid bacteria para sa paggawa ng keso, kefir, yogurt, mga produktong ferment. Sa tulong ng mga organismo na ito, ang paglilinis ng mga katawan ng tubig at mga lupa, ang pagpapayaman ng mga ores ng iba't ibang mga metal ay isinasagawa. Ang bakterya ay bumubuo sa bituka microflora ng mga tao at maraming hayop. Kasama ng archaea, umiikot sila ng maraming substance: nitrogen, iron, sulfur, hydrogen.
Sa kabilang banda, maraming bacteria ang sanhi ng mga mapanganib na sakit, na kumokontrol sa populasyon ng maraming uri ng halaman at hayop. Kabilang dito ang salot, syphilis, cholera, anthrax, diphtheria.
Kaya, ang mga prokaryote ay tinatawag na mga organismo na ang mga selula ay walang nabuong nucleus. Ang kanilang genetic na materyal ay kinakatawan ng isang nucleoid, na binubuo ng isang pabilog na molekula ng DNA. Sa mga modernong organismo, ang bacteria at archaea ay nabibilang sa mga prokaryote.
