Dalam artikel kami, kami akan mempertimbangkan struktur prokariot dan eukariota. Organisma ini berbeza dengan ketara dalam tahap organisasi. Dan sebab untuk ini adalah keanehan struktur maklumat genetik.
Ciri-ciri struktur sel prokariotik
Prokariot ialah semua organisma hidup yang selnya tidak mengandungi nukleus. Daripada wakil lima kerajaan moden alam semula jadi, hanya satu milik mereka - Bakteria. Prokariot yang kami pertimbangkan juga termasuk alga biru-hijau dan archaea.
Walaupun tiada nukleus yang terbentuk dalam sel mereka, ia mengandungi bahan genetik. Ini membolehkan anda menyimpan dan menghantar maklumat keturunan, tetapi mengehadkan pelbagai kaedah pembiakan. Semua prokariot membiak dengan membahagikan sel mereka kepada dua. Mereka tidak mampu melakukan mitosis dan meiosis.
Struktur prokariot dan eukariota
Ciri-ciri struktur prokariot dan eukariota yang membezakannya agak ketara. Sebagai tambahan kepada struktur bahan genetik, ini juga terpakai kepada banyak organel. Eukariota, yang termasuk tumbuhan, kulat dan haiwan, mengandungi dalam sitoplasmamitokondria, kompleks Golgi, retikulum endoplasma, banyak plastid. Prokariot tidak mempunyainya. Dinding sel, yang kedua-duanya mempunyai, berbeza dalam komposisi kimia. Dalam bakteria, ia terdiri daripada karbohidrat kompleks pektin atau murein, manakala dalam tumbuhan ia berasaskan selulosa, dan dalam kulat - kitin.
Sejarah penemuan
Ciri-ciri struktur dan kehidupan prokariot diketahui oleh saintis hanya pada abad ke-17. Dan ini walaupun fakta bahawa makhluk ini telah wujud di planet ini sejak penubuhannya. Pada tahun 1676, mereka pertama kali diperiksa melalui mikroskop optik oleh penciptanya Anthony van Leeuwenhoek. Seperti semua organisma mikroskopik, saintis memanggil mereka "haiwan". Istilah "bakteria" hanya muncul pada awal abad ke-19. Ia telah dicadangkan oleh naturalis Jerman terkenal Christian Ehrenberg. Konsep "prokariot" timbul kemudian, dalam era penciptaan mikroskop elektron. Dan pada mulanya, saintis menubuhkan fakta perbezaan dalam struktur alat genetik sel-sel makhluk yang berbeza. E. Chatton pada tahun 1937 mencadangkan untuk menggabungkan organisma kepada dua kumpulan mengikut ciri ini: pro dan eukariota. Pembahagian ini wujud hingga ke hari ini. Pada separuh kedua abad ke-20, satu perbezaan ditemui dalam kalangan prokariot itu sendiri: archaea dan bakteria.
Ciri-ciri radas permukaan
Radas permukaan prokariot terdiri daripada membran dan dinding sel. Setiap bahagian ini mempunyai ciri tersendiri. Membran mereka dibentuk oleh lapisan ganda lipid dan protein. prokariot,struktur yang agak primitif, mereka mempunyai dua jenis struktur dinding sel. Oleh itu, dalam bakteria gram-positif, ia terdiri terutamanya daripada peptidoglycan, mempunyai ketebalan sehingga 80 nm, dan bersebelahan rapat dengan membran. Ciri ciri struktur ini ialah kehadiran di dalamnya liang-liang yang melaluinya beberapa molekul menembusi. Dinding sel bakteria gram-negatif sangat nipis - sehingga maksimum 3 nm. Ia tidak melekat ketat pada membran. Sesetengah wakil prokariot juga mempunyai kapsul mukus di luar. Ia melindungi organisma daripada kekeringan, kerosakan mekanikal dan mewujudkan penghalang osmotik tambahan.
Organel prokariot
Struktur sel prokariot dan eukariota mempunyai perbezaan ketara tersendiri, yang terutamanya terdiri daripada kehadiran organel tertentu. Struktur kekal ini menentukan tahap perkembangan organisma secara keseluruhan. Kebanyakannya tiada dalam prokariot. Sintesis protein dalam sel ini berlaku oleh ribosom. Prokariot akuatik mengandungi aerosom. Ini adalah rongga gas yang memberikan daya apungan dan mengawal tahap rendaman organisma. Hanya prokariot yang mengandungi mesosom. Lipatan membran sitoplasma ini berlaku hanya semasa penggunaan kaedah penetapan kimia semasa penyediaan sel prokariotik untuk mikroskopi. Organel pergerakan bakteria dan archaea ialah silia atau flagela. Dan lampiran ke substrat dilakukan dengan minum. Struktur ini dibentuk oleh silinder protein juga dipanggil villi dan fimbriae.
Apakah itu nukleoid
Tetapi perbezaan yang paling ketara ialah struktur gen prokariot dan eukariota. Semua organisma ini mempunyai maklumat keturunan. Dalam eukariota, ia terletak di dalam nukleus yang terbentuk. Organel dua membran ini mempunyai matriks sendiri yang dipanggil nukleoplasma, sampul surat dan kromatin. Di sini, bukan sahaja penyimpanan maklumat genetik dijalankan, tetapi juga sintesis molekul RNA. Dalam nukleolus, mereka kemudiannya membentuk subunit ribosom - organel yang bertanggungjawab untuk sintesis protein.
Struktur gen prokariotik adalah lebih mudah. Bahan keturunan mereka diwakili oleh kawasan nukleoid atau nuklear. DNA dalam prokariot tidak dibungkus ke dalam kromosom, tetapi mempunyai struktur tertutup bulat. Nukleoid juga mengandungi molekul RNA dan protein. Yang terakhir adalah serupa dalam fungsi untuk histon eukariotik. Mereka terlibat dalam pertindihan DNA, sintesis RNA, pembaikan struktur kimia dan pemecahan asid nukleik.
Ciri aktiviti kehidupan
Prokariota, yang strukturnya tidak kompleks, menjalankan proses kehidupan yang agak kompleks. Ini adalah pemakanan, pernafasan, pembiakan jenis mereka sendiri, pergerakan, metabolisme … Dan hanya satu sel mikroskopik yang mampu melakukan semua ini, saiznya berkisar antara sehingga 250 mikron! Jadi seseorang hanya boleh bercakap tentang primitif secara relatif.
Ciri-ciri struktur prokariot menentukan mekanisme fisiologi mereka. Sebagai contoh, mereka boleh menerima tenaga dalam tiga cara. Yang pertama ialahpenapaian. Ia dijalankan oleh beberapa bakteria. Proses ini berdasarkan tindak balas redoks, di mana molekul ATP disintesis. Ini adalah sebatian kimia, semasa pemisahan tenaga dibebaskan dalam beberapa peringkat. Oleh itu, ia tidak sia-sia dipanggil "bateri sel". Cara seterusnya ialah bernafas. Intipati proses ini adalah pengoksidaan bahan organik. Sesetengah prokariot mampu melakukan fotosintesis. Contohnya ialah alga biru-hijau dan bakteria ungu, yang mengandungi plastid dalam selnya. Tetapi archaea mampu melakukan fotosintesis tanpa klorofil. Semasa proses ini, karbon dioksida tidak tetap, tetapi molekul ATP terbentuk secara langsung. Jadi, pada dasarnya, ini adalah fotofosforilasi sebenar.
Jenis makanan
Bakteria dan archaea ialah prokariot, strukturnya membolehkan mereka menjalankan cara pemakanan yang berbeza. Sebahagian daripada mereka adalah autotrof. Organisma ini sendiri mensintesis bahan organik semasa fotosintesis. Sel-sel prokariot tersebut mengandungi klorofil. Sesetengah bakteria memperoleh tenaga dengan memecahkan sebatian organik tertentu. Jenis pemakanan mereka dipanggil chemotrophic. Wakil kumpulan ini adalah bakteria besi dan sulfur. Yang lain hanya menyerap sebatian siap sedia. Mereka dipanggil heterotrof. Kebanyakan mereka menjalani cara hidup parasit dan hanya hidup di dalam sel makhluk lain. Pelbagai kumpulan ini juga saprotrof. Mereka memakan bahan buangan ataubahan organik yang mereput. Seperti yang anda lihat, cara prokariot memberi makan agak pelbagai. Fakta ini menyumbang kepada pengedaran meluasnya di semua habitat.
Borang pembiakan
Prokariota, yang strukturnya diwakili oleh satu sel, membiak dengan membahagikannya kepada dua bahagian atau dengan tunas. Ciri ini juga disebabkan oleh struktur radas genetik mereka. Proses pembelahan binari didahului oleh duplikasi, atau replikasi DNA. Dalam kes ini, molekul asid nukleik pertama kali dibongkar, selepas itu setiap helai diduplikasi mengikut prinsip saling melengkapi. Kromosom yang terbentuk hasil daripada penceraian ini ke arah kutub. Sel bertambah dalam saiz, penyempitan terbentuk di antara mereka, dan kemudian pengasingan terakhir mereka berlaku. Sesetengah bakteria juga mampu membentuk sel pembiakan secara aseksual - spora.
Bakteria dan arkea: ciri membezakan
Untuk masa yang lama, archaea, bersama-sama dengan bakteria, adalah wakil Kerajaan Drobyanka. Malah, mereka mempunyai banyak ciri struktur yang serupa. Ini terutamanya saiz dan bentuk sel mereka. Walau bagaimanapun, kajian biokimia telah menunjukkan bahawa mereka mempunyai beberapa persamaan dengan eukariota. Ini adalah sifat enzim, di bawah pengaruhnya proses sintesis RNA dan molekul protein berlaku.
Mengikut cara pemakanan, kebanyakannya adalah kemotrof. Selain itu, bahan yang dipecahkan dalam proses mendapatkan tenaga oleh archaea adalah lebih pelbagai. Ini adalah kedua-dua karbohidrat kompleks danammonia, dan sebatian logam. Di antara archaea terdapat juga autotrof. Selalunya mereka memasuki hubungan simbiotik. Tiada parasit di kalangan archaea. Selalunya dalam alam semula jadi, komensal dan mutualis didapati. Dalam kes pertama, archaea memakan bahan-bahan badan tuan rumah, tetapi tidak membahayakannya. Berbeza dengan jenis simbiosis ini, dalam hubungan mutualistik, kedua-dua organisma mendapat manfaat. Sebahagian daripada mereka adalah metagenes. Archaea sedemikian mendiami sistem pencernaan manusia dan mamalia ruminan, menyebabkan pembentukan gas yang berlebihan di dalam usus. Organisma ini membiak melalui pembelahan binari, tunas atau pemecahan.
Archaea telah menguasai hampir semua habitat. Mereka sangat pelbagai dalam komposisi plankton. Pada mulanya, semua archaea diklasifikasikan sebagai ekstremofil, kerana mereka boleh hidup di mata air panas, badan air dengan kemasinan tinggi, dan pada kedalaman dengan tekanan yang ketara.
Kepentingan prokariot dalam alam semula jadi dan kehidupan manusia
Peranan prokariot dalam alam semula jadi adalah penting. Pertama sekali, mereka adalah organisma hidup pertama yang muncul di planet ini. Para saintis telah mendapati bahawa bakteria dan archaea berasal kira-kira 3.5 bilion tahun yang lalu. Teori simbiogenesis mencadangkan bahawa beberapa organel sel eukariotik juga berasal daripada mereka. Khususnya, kita bercakap tentang plastid dan mitokondria.
Banyak prokariot digunakan dalam bioteknologi untuk menghasilkan ubat, antibiotik, enzim, hormon, baja, racun herba. Manusia telah lama menggunakan sifat yang bermanfaatbakteria asid laktik untuk pembuatan keju, kefir, yogurt, produk yang ditapai. Dengan bantuan organisma ini, pembersihan badan air dan tanah, pengayaan bijih pelbagai logam dijalankan. Bakteria membentuk mikroflora usus manusia dan banyak haiwan. Bersama-sama dengan archaea, mereka mengitar banyak bahan: nitrogen, besi, sulfur, hidrogen.
Sebaliknya, banyak bakteria adalah agen penyebab penyakit berbahaya, mengawal populasi banyak spesies tumbuhan dan haiwan. Ini termasuk wabak, sifilis, taun, antraks, difteria.
Jadi, prokariot dipanggil organisma yang selnya tidak mempunyai nukleus yang terbentuk. Bahan genetik mereka diwakili oleh nukleoid, yang terdiri daripada molekul DNA bulat. Daripada organisma moden, bakteria dan archaea tergolong dalam prokariot.
