Schemat budowy komórki eukariotycznej. Struktura komórki eukariotycznej Struktura ściany komórkowej eukariotycznej

Organelle- stałe, koniecznie obecne składniki komórki pełniące określone funkcje.

Retikulum endoplazmatyczne

Retikulum endoplazmatyczne (ER), Lub retikulum endoplazmatyczne (EPR), jest jednobłonową organellą. Jest to system membran tworzących „zbiorniki” i kanały, połączone ze sobą i ograniczające pojedynczą przestrzeń wewnętrzną – wnęki EPS. Z jednej strony błony są połączone z błoną cytoplazmatyczną, z drugiej strony z zewnętrzną błoną jądrową. Istnieją dwa rodzaje EPS: 1) szorstki (ziarnisty), zawierający na swojej powierzchni rybosomy oraz 2) gładki (nieziarnisty), którego błony nie zawierają rybosomów.

Funkcje: 1) transport substancji z jednej części komórki do drugiej, 2) podział cytoplazmy komórki na kompartmenty („kompartmenty”), 3) synteza węglowodanów i lipidów (gładka ER), 4) synteza białek (szorstka ER ), 5) miejsce powstania aparatu Golgiego.

Lub zespół Golgiego, jest jednobłonową organellą. To stos spłaszczonych „zbiorników” o poszerzonych brzegach. Związany jest z nimi system małych pęcherzyków jednobłonowych (pęcherzyków Golgiego). Każdy stos składa się zwykle z 4-6 „zbiorników”, jest strukturalną i funkcjonalną jednostką aparatu Golgiego i nazywany jest dictyosomem. Liczba dictyosomów w komórce waha się od jednego do kilkuset. W komórkach roślinnych dictyosomy są izolowane.

Aparat Golgiego zwykle znajduje się w pobliżu jądra komórkowego (w komórkach zwierzęcych często w pobliżu centrum komórki).

Funkcje aparatu Golgiego: 1) gromadzenie białek, lipidów, węglowodanów, 2) modyfikacja napływających substancji organicznych, 3) „pakowanie” białek, lipidów, węglowodanów w pęcherzyki błonowe, 4) wydzielanie białek, lipidów, węglowodanów, 5) synteza węglowodanów i lipidów , 6) miejsce powstawania lizosomów. Najważniejsza jest funkcja wydzielnicza, dlatego aparat Golgiego jest dobrze rozwinięty w komórkach wydzielniczych.

Lizosomy

Lizosomy- organelle jednobłonowe. Są to małe pęcherzyki (średnica od 0,2 do 0,8 mikrona) zawierające zestaw enzymów hydrolitycznych. Enzymy syntetyzowane są na szorstkim ER, przechodzą do aparatu Golgiego, gdzie są modyfikowane i pakowane w pęcherzyki błonowe, które po oddzieleniu od aparatu Golgiego stają się właściwymi lizosomami. Lizosom może zawierać od 20 do 60 różnego rodzaju Enzymy hydrolizy. Rozkład substancji przez enzymy to tzw Liza.

Rozróżnij: 1) lizosomy pierwotne, 2) lizosomy wtórne. Pierwotne lizosomy nazywane są lizosomami, odłączonymi od aparatu Golgiego. Lizosomy pierwotne są czynnikiem zapewniającym egzocytozę enzymów z komórki.

Lizosomy wtórne nazywane są lizosomami, powstałymi w wyniku fuzji lizosomów pierwotnych z wakuolami endocytarnymi. W tym przypadku trawią substancje, które dostały się do komórki przez fagocytozę lub pinocytozę, więc można je nazwać wakuolami trawiennymi.

autofagia- proces niszczenia struktur zbędnych dla komórki. Najpierw struktura przeznaczona do zniszczenia jest otoczona pojedynczą membraną, następnie utworzona otoczka membranowa łączy się z pierwotnym lizosomem, w wyniku czego powstaje również wtórny lizosom (wakuola autofagiczna), w którym ta struktura jest trawiona. Produkty trawienia są wchłaniane przez cytoplazmę komórki, ale część materiału pozostaje niestrawiona. Wtórny lizosom zawierający ten niestrawiony materiał nazywany jest ciałem szczątkowym. W wyniku egzocytozy niestrawione cząsteczki są usuwane z komórki.

autoliza- samozniszczenie komórki, wynikające z uwolnienia zawartości lizosomów. Normalnie autoliza zachodzi podczas metamorfoz (zanikanie ogona żabiej kijanki), inwolucji macicy po porodzie, w ogniskach martwicy tkanek.

Funkcje lizosomów: 1) wewnątrzkomórkowe trawienie substancji organicznych, 2) niszczenie zbędnych struktur komórkowych i pozakomórkowych, 3) udział w procesach reorganizacji komórki.

wakuole

wakuole- organelle jednobłonowe, są wypełnione "pojemnościami". roztwory wodne organiczne i substancje nieorganiczne. ER i aparat Golgiego biorą udział w tworzeniu wakuoli. Młode komórki roślinne zawierają wiele małych wakuoli, które następnie, gdy komórki rosną i różnicują się, łączą się ze sobą i tworzą jedną dużą centralna wakuola. Centralna wakuola może zajmować do 95% objętości dojrzałej komórki, podczas gdy jądro i organelle są wypychane z powrotem do błony komórkowej. Błona otaczająca wakuolę rośliny nazywana jest tonoplastem. Nazywa się płyn wypełniający wakuole roślinne sok komórkowy . W skład soku komórkowego wchodzą rozpuszczalne w wodzie sole organiczne i nieorganiczne, monosacharydy, disacharydy, aminokwasy, końcowe lub toksyczne produkty przemiany materii (glikozydy, alkaloidy), niektóre barwniki (antocyjany).

Komórki zwierzęce zawierają małe wakuole trawienne i autofagiczne, które należą do grupy lizosomów wtórnych i zawierają enzymy hydrolityczne. Zwierzęta jednokomórkowe mają również kurczliwe wakuole, które pełnią funkcję osmoregulacji i wydalania.

Funkcje wakuoli: 1) gromadzenie i magazynowanie wody, 2) regulacja metabolizm wody i soli, 3) utrzymanie ciśnienia turgoru, 4) nagromadzenie metabolitów rozpuszczalnych w wodzie, zapas składniki odżywcze, 5) kolorowanie kwiatów i owoców, a tym samym przyciąganie owadów zapylających i rozsiewających nasiona, 6) poznanie funkcji lizosomów.

Powstaje retikulum endoplazmatyczne, aparat Golgiego, lizosomy i wakuole pojedyncza sieć wakuolowa komórki, których poszczególne elementy mogą się wzajemnie przekształcać.

mitochondria

1 - membrana zewnętrzna;
2 - wewnętrzna membrana; 3 - matryca; 4 - kryształ; 5 - układ wieloenzymatyczny; 6 - okrągły DNA.

Kształt, rozmiar i liczba mitochondriów są niezwykle zmienne. Kształt mitochondriów może być w kształcie pręta, okrągły, spiralny, w kształcie miseczki, rozgałęziony. Długość mitochondriów waha się od 1,5 do 10 µm, średnica od 0,25 do 1,00 µm. Liczba mitochondriów w komórce może dochodzić do kilku tysięcy i zależy od aktywności metabolicznej komórki.

Mitochondria są ograniczone dwiema błonami. Zewnętrzna błona mitochondriów (1) jest gładka, wewnętrzna (2) tworzy liczne fałdy - cristae(4). Cristae zwiększają powierzchnię błony wewnętrznej, na której znajdują się układy wieloenzymatyczne (5) biorące udział w syntezie cząsteczek ATP. Wewnętrzna przestrzeń mitochondriów jest wypełniona macierzą (3). Matryca zawiera koliste DNA (6), specyficzne mRNA, rybosomy typu prokariotycznego (typu 70S), enzymy cyklu Krebsa.

DNA mitochondrialne nie jest związane z białkami („nagie”), jest przyczepione do wewnętrznej błony mitochondriów i niesie informacje o budowie około 30 białek. Do budowy mitochondrium potrzebnych jest znacznie więcej białek, więc informacje o większości białek mitochondrialnych są zawarte w jądrowym DNA, a białka te są syntetyzowane w cytoplazmie komórki. Mitochondria są w stanie rozmnażać się autonomicznie, dzieląc się na dwie części. Pomiędzy zewnętrzną i wewnętrzną membraną jest rezerwuar protonów, gdzie następuje akumulacja H+.

Funkcje mitochondriów: 1) synteza ATP, 2) rozkład tlenowy substancji organicznych.

Według jednej z hipotez (teorii symbiogenezy) mitochondria wywodzą się od starożytnych wolno żyjących tlenowych organizmów prokariotycznych, które przypadkowo dostały się do komórki gospodarza, a następnie utworzyły z nią wzajemnie korzystny kompleks symbiotyczny. Poniższe dane potwierdzają tę hipotezę. Po pierwsze, mitochondrialne DNA ma takie same cechy strukturalne jak DNA współczesnych bakterii (zamknięte w pierścieniu, niezwiązane z białkami). Po drugie, rybosomy mitochondrialne i rybosomy bakteryjne należą do tego samego typu, typu 70S. Po trzecie, mechanizm podziału mitochondriów jest podobny do mechanizmu bakterii. Po czwarte, te same antybiotyki hamują syntezę białek mitochondrialnych i bakteryjnych.

plastydy

1 - membrana zewnętrzna; 2 - wewnętrzna membrana; 3 - zrąb; 4 - tylakoid; 5 - grana; 6 - lamele; 7 - ziarna skrobi; 8 - krople lipidowe.

Plastydy występują tylko w komórkach roślinnych. Wyróżnić trzy główne rodzaje plastydów: leukoplasty - bezbarwne plastydy w komórkach niewybarwionych części roślin, chromoplasty - kolorowe plastydy są zwykle żółte, czerwone i pomarańczowe kwiaty Chloroplasty to zielone plastydy.

Chloroplasty. W komórkach roślin wyższych chloroplasty mają kształt dwuwypukłej soczewki. Długość chloroplastów waha się od 5 do 10 mikronów, średnica od 2 do 4 mikronów. Chloroplasty są ograniczone dwiema błonami. Zewnętrzna membrana (1) jest gładka, wewnętrzna (2) ma złożoną fałdową strukturę. Najmniejsza fałda nazywa się tylakoid(4). Nazywa się grupę tylakoidów ułożonych jak stos monet fasetowany(5). Chloroplast zawiera średnio 40-60 ziaren ułożonych w szachownicę. Granulki połączone są ze sobą spłaszczonymi kanalikami - lamele(6). Błony tylakoidów zawierają pigmenty fotosyntetyczne i enzymy, które zapewniają syntezę ATP. Głównym pigmentem fotosyntetycznym jest chlorofil, za który odpowiada zielony kolor chloroplasty.

Wewnętrzna przestrzeń chloroplastów jest wypełniona zrąb(3). Zrąb zawiera okrągły nagi DNA, rybosomy typu 70S, enzymy cyklu Calvina i ziarna skrobi (7). Wewnątrz każdego tylakoidu znajduje się zbiornik protonów, gromadzi się H +. Chloroplasty, podobnie jak mitochondria, są zdolne do autonomicznej reprodukcji poprzez podział na dwie części. Zawarte są w komórkach zielonych części roślin wyższych, zwłaszcza w wielu chloroplastach liści i zielonych owoców. Chloroplasty roślin niższych nazywane są chromatoforami.

Funkcja chloroplastów: fotosynteza. Uważa się, że chloroplasty pochodzą od starożytnych endosymbiotycznych cyjanobakterii (teoria symbiogenezy). Podstawą tego założenia jest podobieństwo chloroplastów i współczesnych bakterii na wiele sposobów (okrągłe, „nagie” DNA, rybosomy typu 70S, sposób rozmnażania).

Leukoplasty. Kształt jest różny (kulisty, zaokrąglony, miseczkowy itp.). Leukoplasty są ograniczone dwiema błonami. Zewnętrzna błona jest gładka, wewnętrzna tworzy małe tylakoidy. Zrąb zawiera koliste „nagie” DNA, rybosomy typu 70S, enzymy do syntezy i hydrolizy rezerwowych składników odżywczych. Nie ma pigmentów. Szczególnie wiele leukoplasty ma komórki podziemnych narządów rośliny (korzenie, bulwy, kłącza itp.). Funkcja leukoplasty: synteza, gromadzenie i magazynowanie rezerwowych składników odżywczych. amyloplastów- leukoplasty syntetyzujące i gromadzące skrobię, elaioplasty- oleje, proteinoplasty- wiewiórki. W tym samym leukoplastie mogą gromadzić się różne substancje.

chromoplasty. Ograniczony przez dwie membrany. Błona zewnętrzna jest gładka, wewnętrzna lub też gładka lub tworzy pojedyncze tylakoidy. Podścielisko zawiera kolisty DNA i pigmenty - karotenoidy, które nadają chromoplastom kolor żółty, czerwony lub pomarańczowy. Forma gromadzenia pigmentów jest różna: w postaci kryształów, rozpuszczonych w kroplach lipidów (8) itp. Zawarte są one w komórkach dojrzałych owoców, płatków, jesiennych liści, rzadziej - roślin okopowych. Chromoplasty są uważane za końcowy etap rozwoju plastydów.

Funkcja chromoplasty: zabarwienie kwiatów i owoców, a tym samym przyciąganie owadów zapylających i rozsiewających nasiona.

Wszystkie rodzaje plastydów mogą powstać z proplastydów. proplastydy- małe organelle zawarte w tkankach merystematycznych. Ponieważ plastydy mają wspólne pochodzenie, możliwe są między nimi wzajemne konwersje. Leukoplasty mogą zamienić się w chloroplasty (zielenienie bulw ziemniaka pod wpływem światła), chloroplasty w chromoplasty (żółknięcie liści i zaczerwienienie owoców). Uważa się, że przekształcenie chromoplastów w leukoplasty lub chloroplasty jest niemożliwe.

Rybosomy

1 - duża podjednostka; 2 - mała podjednostka.

Rybosomy- organelle niebłonowe o średnicy około 20 nm. Rybosomy składają się z dwóch podjednostek, dużej i małej, na które mogą się dysocjować. Skład chemiczny rybosomy to białka i rRNA. Cząsteczki rRNA stanowią 50-63% masy rybosomu i tworzą jego szkielet strukturalny. Istnieją dwa rodzaje rybosomów: 1) eukariotyczne (ze stałymi sedymentacji całego rybosomu - 80S, mała podjednostka - 40S, duże - 60S) oraz 2) prokariotyczne (odpowiednio 70S, 30S, 50S).

Rybosomy typu eukariotycznego zawierają 4 cząsteczki rRNA i około 100 cząsteczek białka, podczas gdy rybosomy typu prokariotycznego zawierają 3 cząsteczki rRNA i około 55 cząsteczek białka. Podczas biosyntezy białek rybosomy mogą „pracować” pojedynczo lub łączyć się w kompleksy - polirybosomy (polisomy). W takich kompleksach są one połączone ze sobą pojedynczą cząsteczką mRNA. Komórki prokariotyczne mają tylko rybosomy typu 70S. Komórki eukariotyczne mają zarówno rybosomy typu 80S (szorstkie błony ER, cytoplazma), jak i rybosomy typu 70S (mitochondria, chloroplasty).

W jąderku tworzą się podjednostki rybosomów eukariotycznych. Asocjacja podjednostek w cały rybosom zachodzi z reguły w cytoplazmie podczas biosyntezy białek.

Funkcja rybosomu: składanie łańcucha polipeptydowego (synteza białek).

cytoszkielet

cytoszkielet zbudowany z mikrotubul i mikrofilamentów. Mikrotubule to cylindryczne, nierozgałęzione struktury. Długość mikrotubul waha się od 100 µm do 1 mm, średnica około 24 nm, a grubość ścianki 5 nm. Głównym składnikiem chemicznym jest białko tubulina. Kolchicyna niszczy mikrotubule. Mikrofilamenty - nici o średnicy 5-7 nm, składają się z białka aktyny. Mikrotubule i mikrofilamenty tworzą w cytoplazmie złożone sploty. Funkcje cytoszkieletu: 1) określenie kształtu komórki, 2) podpora dla organelli, 3) tworzenie wrzeciona podziałowego, 4) udział w ruchach komórki, 5) organizacja przepływu cytoplazmy.

Obejmuje dwie centriole i centroferę. Centriola jest cylindrem, którego ściana jest utworzona z dziewięciu grup trzech połączonych ze sobą mikrotubul (9 trójek), połączonych ze sobą w pewnych odstępach wiązaniami poprzecznymi. Centriole są sparowane, gdzie znajdują się pod kątem prostym względem siebie. Przed podziałem komórki centriole rozchodzą się do przeciwnych biegunów, a w pobliżu każdego z nich pojawia się centriola potomna. Tworzą wrzeciono podziału, które przyczynia się do równomiernego rozmieszczenia materiału genetycznego między komórkami potomnymi. W komórkach roślin wyższych (nagonasiennych, okrytonasiennych) centrum komórkowe nie ma centrioli. Centriole to samoreprodukujące się organelle cytoplazmy, powstają w wyniku duplikacji już istniejących centrioli. Funkcje: 1) zapewnienie rozbieżności chromosomów z biegunami komórki podczas mitozy lub mejozy, 2) centrum organizacji cytoszkieletu.

Organelle ruchu

Nie występują we wszystkich komórkach. Organelle ruchu obejmują rzęski (rzęski, nabłonek drogi oddechowe), wici (wiciowce, plemniki), nibynóżki (kłącza, leukocyty), miofibryle ( Komórki mięśniowe) itd.

Wici i rzęski- organelle o nitkowatej formie reprezentują aksonem ograniczony błoną. Axoneme - struktura cylindryczna; ściankę cylindra tworzy dziewięć par mikrotubul, w jego środku znajdują się dwie pojedyncze mikrotubule. U podstawy aksonemu znajdują się ciała podstawne reprezentowane przez dwie wzajemnie prostopadłe centriole (każde ciało podstawowe składa się z dziewięciu trójek mikrotubul; w jego środku nie ma mikrotubul). Długość wici dochodzi do 150 µm, rzęski są kilkakrotnie krótsze.

miofibryle składają się z miofilamentów aktyny i miozyny, które zapewniają skurcz komórek mięśniowych.

Iść do wykłady numer 6„Komórka eukariotyczna: cytoplazma, ściana komórkowa, budowa i funkcje błon komórkowych”

Jedność budowy komórek.

Zawartość dowolnej komórki jest oddzielona od środowiska zewnętrznego specjalną strukturą - błona plazmatyczna (plasmalemma). Ta izolacja pozwala stworzyć bardzo szczególne środowisko wewnątrz komórki, w przeciwieństwie do tego, co ją otacza. Dlatego w komórce mogą zachodzić te procesy, które nie zachodzą nigdzie indziej, nazywa się je Procesy życiowe.

Nazywa się wewnętrzne środowisko żywej komórki, ograniczone błoną plazmatyczną cytoplazma. obejmuje hialoplazma(podstawowa przezroczysta substancja) i organelle komórkowe, a także różne niestałe struktury - inkluzje. Organelle znajdujące się w dowolnej komórce obejmują również rybosom, gdzie to ma miejsce synteza białek.

Budowa komórek eukariotycznych.

eukarionty to organizmy, których komórki mają jądro. Rdzeń- jest to organelle komórki eukariotycznej, w której przechowywana jest informacja dziedziczna zapisana w chromosomach iz której kopiowana jest informacja dziedziczna. Chromosom jest cząsteczką DNA zintegrowaną z białkami. Rdzeń zawiera jąderko- miejsce, w którym powstają inne ważne organelle biorące udział w syntezie białek - rybosomy. Ale rybosomy powstają tylko w jądrze i działają (tj. Syntetyzują białko) w cytoplazmie. Niektóre z nich są wolne w cytoplazmie, a niektóre są przyczepione do błon, tworząc sieć, która jest tzw endoplazmatyczny.

Rybosomy- organelle niebłonowe.

Retikulum endoplazmatyczne to sieć kanalików ograniczonych błonami. Istnieją dwa rodzaje: gładki i ziarnisty. Rybosomy znajdują się na błonach ziarnistej retikulum endoplazmatycznego, dlatego zachodzi w nim synteza i transport białek. A gładka siateczka śródplazmatyczna jest miejscem syntezy i transportu węglowodanów i lipidów. Nie posiada rybosomów.

Do syntezy białek, węglowodanów i tłuszczów potrzebna jest energia, która jest wytwarzana w komórce eukariotycznej przez „stacje energetyczne” komórki - mitochondria.

mitochondria- dwubłonowe organelle, w których zachodzi proces oddychania komórkowego. utlenia się na błonach mitochondrialnych związki organiczne i gromadzi energię chemiczną w postaci specjalnych cząsteczek energii (ATP).

W komórce jest też miejsce, w którym związki organiczne mogą się gromadzić i skąd mogą być transportowane – to jest Aparat Golgiego, system płaskich woreczków membranowych. Bierze udział w transporcie białek, lipidów, węglowodanów. W aparacie Golgiego powstają również organelle trawienia wewnątrzkomórkowego - lizosomy.

Lizosomy- organelle jednobłonowe, charakterystyczne dla komórek zwierzęcych, zawierają enzymy, które mogą rozkładać białka, węglowodany, kwasy nukleinowe, lipidy.

Komórka może zawierać organelle, które nie mają struktury błonowej, takie jak rybosomy i cytoszkielet.

cytoszkielet jest mięśniowo-szkieletowy układ komórkowy obejmuje mikrofilamenty, rzęski, wici, centrum komórkowe wytwarzające mikrotubule i centriole.

Istnieją organelle, które są unikalne dla komórki roślinne, - plastydy. Są to: chloroplasty, chromoplasty i leukoplasty. Proces fotosyntezy zachodzi w chloroplastach.

Także w komórkach roślinnych wakuole- produkty aktywność komórki, które są zbiornikami wody i rozpuszczonych w niej związków. Organizmy eukariotyczne obejmują rośliny, zwierzęta i grzyby.

Budowa komórek prokariotycznych.

prokarioty - Jednokomórkowe organizmy komórki nieposiadające jądra.

Komórki prokariotyczne są niewielkich rozmiarów, zachowują materiał genetyczny w postaci kolistej cząsteczki DNA (nukleoidu). Organizmy prokariotyczne obejmują bakterie i sinice, które kiedyś nazywano niebiesko-zielonymi algami.

Jeśli proces oddychania tlenowego zachodzi u prokariotów, wówczas stosuje się do tego specjalne wypukłości. błona plazmatyczna - mezosomy. Jeśli bakterie są fotosyntetyczne, to proces fotosyntezy zachodzi na błonach fotosyntetycznych - tylakoidy.

Synteza białek u prokariotów zachodzi w rybosomy. W komórkach prokariotycznych jest niewiele organelli.

Hipotezy pochodzenia organelli komórek eukariotycznych.

Komórki prokariotyczne pojawiły się na Ziemi wcześniej niż eukariotyczne.

1) hipoteza symbiotyczna wyjaśnia mechanizm powstawania niektórych organelli komórki eukariotycznej - mitochondriów i fotosyntetyzujących plastydów.

2) Hipoteza inwazji- twierdzi, że pochodzenie komórki eukariotycznej wynika z faktu, że forma przodka była tlenowym prokariotem. Organelle w nim powstały w wyniku wgłobienia i złuszczania części błony, a następnie funkcjonalnej specjalizacji w jądrze, mitochondriach, chloroplastach innych organelli.

Na Ziemi są tylko dwa typy organizmów: eukarionty i prokarioty. Różnią się znacznie pod względem budowy, pochodzenia i rozwoju ewolucyjnego, co zostanie szczegółowo omówione poniżej.

W kontakcie z

Oznaki komórki prokariotycznej

Prokarionty są inaczej nazywane przedjądrowymi. Komórka prokariotyczna nie ma innych organelli, które mają otoczkę błonową (retikulum endoplazmatyczne, kompleks Golgiego).

Również charakterystyczne cechy dla nich są następujące:

bez otoczki i nie tworzy wiązań z białkami. Informacje są przesyłane i odczytywane w sposób ciągły.
Wszystkie prokarioty są organizmami haploidalnymi.
Enzymy znajdują się w stanie wolnym (dyfuzyjnie).
Mają zdolność do sporulacji w niesprzyjających warunkach.
Obecność plazmidów - małych pozachromosomalnych cząsteczek DNA. Ich funkcją jest przekazywanie informacji genetycznej, zwiększanie odporności na wiele agresywnych czynników.
Obecność wici i pilusów - zewnętrznych formacji białkowych niezbędnych do ruchu.
Pęcherzyki gazowe to puste przestrzenie. Dzięki nim ciało może poruszać się w słupie wody.
Ściana komórkowa prokariotów (zwłaszcza bakterii) składa się z mureiny.
Głównymi metodami pozyskiwania energii u prokariotów są chemo- i fotosynteza.

Należą do nich bakterie i archeony. Przykłady prokariontów: krętki, proteobakterie, sinice, krenarcheota.

Uwaga! Pomimo tego, że prokarionty nie mają jądra, mają jego odpowiednik - nukleoid (kolistą cząsteczkę DNA pozbawioną muszli) oraz wolne DNA w postaci plazmidów.

Budowa komórki prokariotycznej

bakteria

Przedstawiciele tego królestwa należą do najstarszych mieszkańców Ziemi i mają wysoki wskaźnik przeżycia w ekstremalnych warunkach.

Istnieją bakterie Gram-dodatnie i Gram-ujemne. Ich główna różnica polega na budowie błony komórkowej. Gram-dodatnie mają grubszą otoczkę, do 80% składa się z zasady mureinowej, a także polisacharydów i polipeptydów. Po wybarwieniu metodą Grama dają fioletowy. Większość z tych bakterii to patogeny. Gram-ujemne mają cieńszą ścianę, oddzieloną od błony przestrzenią peryplazmatyczną. Jednak taka skorupa ma zwiększoną wytrzymałość i jest znacznie bardziej odporna na działanie przeciwciał.

Bakterie odgrywają bardzo ważną rolę w przyrodzie:

Cyjanobakterie (niebiesko-zielone algi) pomagają w utrzymaniu wymagany poziom tlen w atmosferze. Tworzą ponad połowę całego O2 na Ziemi.
Przyczyniają się do rozkładu szczątków organicznych, tym samym biorąc udział w obiegu wszystkich substancji, uczestniczą w tworzeniu gleby.
Utrwalacze azotu na korzeniach roślin strączkowych.
Oczyszczają wodę z odpadów, na przykład przemysłu metalurgicznego.
Wchodzą w skład mikroflory żywych organizmów, pomagając w jak największym stopniu wchłaniać składniki odżywcze.
Stosuje się w Przemysł spożywczy do fermentacji Tak powstają sery, twarogi, alkohol, ciasto.

Uwaga! Oprócz wartość dodatnia rolę odgrywają również bakterie. Wiele z nich powoduje śmierć niebezpieczne choroby jak cholera, dur brzuszny, syfilis, gruźlica.

bakteria

Archeony

Wcześniej połączono je z bakteriami w jedno królestwo Drobyanoków. Jednak z czasem stało się jasne, że archeony mają swoją indywidualną ścieżkę ewolucyjną i bardzo różnią się od innych mikroorganizmów składem biochemicznym i metabolizmem. Wyróżnia się do 5 typów, najczęściej badane to Euryarchaeots i Crenarchaeotes. Cechy archeologiczne to:

większość z nich to chemoautotrofy - syntetyzują materia organiczna z dwutlenek węgla, cukier, amoniak, jony metali i wodór;
odgrywają kluczową rolę w obiegu azotu i węgla;
uczestniczą w trawieniu u ludzi i wielu przeżuwaczy;
mają bardziej stabilną i trwałą otoczkę błony ze względu na obecność wiązań eterowych w lipidach glicerolowo-eterowych. Dzięki temu archeony mogą żyć w środowiskach silnie zasadowych lub kwaśnych, a także w warunkach wysokich temperatur;
ściana komórkowa, w przeciwieństwie do bakterii, nie zawiera peptydoglikanu i składa się z pseudomureiny.

Struktura eukariontów

Eukarionty to królestwo organizmów, których komórki zawierają jądro. Oprócz archeonów i bakterii wszystkie żywe istoty na Ziemi są eukariontami (na przykład rośliny, pierwotniaki, zwierzęta). Komórki mogą się znacznie różnić pod względem kształtu, struktury, wielkości i funkcji. Mimo to są podobne w podstawach życia, metabolizmie, wzroście, rozwoju, zdolności do irytacji i zmienności.

Komórki eukariotyczne mogą być setki lub tysiące razy większe niż komórki prokariotyczne. Obejmują jądro i cytoplazmę z licznymi błoniastymi i niebłoniastymi organellami. Błony obejmują: retikulum endoplazmatyczne, lizosomy, kompleks Golgiego, mitochondria. Bezbłonowe: rybosomy, centrum komórkowe, mikrotubule, mikrofilamenty.

Struktura eukariontów

Porównajmy komórki eukariotyczne z różnych królestw.

Do królestw eukariontów należą:

pierwotniaki. Heterotrofy, niektóre zdolne do fotosyntezy (algi). Rozmnażają się bezpłciowo, płciowo i w prosty sposób na dwie części. Większość nie ma ściany komórkowej;
rośliny. Są producentami, głównym sposobem pozyskiwania energii jest fotosynteza. Większość rośliny są nieruchome, rozmnażają się bezpłciowo, płciowo i wegetatywnie. Ściana komórkowa składa się z celulozy;
grzyby. Wielokomórkowy. Rozróżnij niższe i wyższe. Są to organizmy heterotroficzne i nie mogą poruszać się samodzielnie. Rozmnażają się bezpłciowo, płciowo i wegetatywnie. Przechowują glikogen i mają mocną chitynową ścianę komórkową;
Zwierząt. Istnieje 10 rodzajów: gąbki, robaki, stawonogi, szkarłupnie, strunowce i inne. Są to organizmy heterotroficzne. Zdolny do samodzielnego poruszania się. Główną substancją magazynującą jest glikogen. Ściana komórkowa zbudowana jest z chityny, podobnie jak u grzybów. główna droga rozmnażanie jest płciowe.

Tabela: Charakterystyka porównawcza komórki roślinne i zwierzęce

Struktura	komórka roślinna	klatka dla zwierząt
Ściana komórkowa	Celuloza	Składa się z glikokaliksu - cienkiej warstwy białek, węglowodanów i lipidów.
Główna lokalizacja	Położony bliżej ściany	Położony w centralnej części
Centrum komórkowe	Wyłącznie w niższych algach	Obecny
wakuole	Zawiera sok komórkowy	Skurczowe i trawienne.
Substancja zapasowa	Skrobia	glikogen
plastydy	Trzy rodzaje: chloroplasty, chromoplasty, leukoplasty	Zaginiony
Odżywianie	autotroficzny	heterotroficzny

Porównanie prokariotów i eukariontów

Cechy strukturalne komórek prokariotycznych i eukariotycznych są znaczące, ale jedna z głównych różnic dotyczy przechowywania materiału genetycznego i sposobu pozyskiwania energii.

Prokarioty i eukarionty fotosyntetyzują inaczej. U prokariotów proces ten zachodzi na wyrostkach błonowych (chromatoforach) ułożonych w osobne stosy. Bakterie nie posiadają fotosystemu fluoru, dlatego nie wydzielają tlenu, w przeciwieństwie do niebiesko-zielonych alg, które tworzą go podczas fotolizy. Źródłami wodoru u prokariotów są siarkowodór, H2, różne substancje organiczne i woda. Głównymi barwnikami są bakteriochlorofil (w bakteriach), chlorofil i fikobiliny (w sinicach).

Spośród wszystkich eukariontów tylko rośliny są zdolne do fotosyntezy. Mają specjalne formacje - chloroplasty zawierające membrany ułożone w granach lub blaszkach. Obecność fotosystemu II umożliwia uwalnianie tlenu do atmosfery podczas procesu fotolizy wody. Jedynym źródłem cząsteczek wodoru jest woda. Głównym pigmentem jest chlorofil, a fikobiliny występują tylko w czerwonych algach.

Główne różnice i cechy prokarioty i eukarionty przedstawiono w poniższej tabeli.

Tabela: Podobieństwa i różnice między prokariotami i eukariontami

Porównanie	prokarioty	eukarionty
Czas pojawienia się	Ponad 3,5 miliarda lat	Około 1,2 miliarda lat
Rozmiary komórek	Do 10 µm	10 do 100 µm
Kapsuła	Jeść. Pełni funkcję ochronną. Związany ze ścianą komórkową	Nieobecny
błona plazmatyczna	Jeść	Jeść
Ściana komórkowa	Składa się z pektyny lub mureiny	Są inne niż zwierzęta
Chromosomy	Zamiast tego koliste DNA. W cytoplazmie zachodzi translacja i transkrypcja.	Liniowe cząsteczki DNA. Translacja zachodzi w cytoplazmie, a transkrypcja w jądrze.
Rybosomy	Mały typ 70S. Znajduje się w cytoplazmie.	Duży typ 80S, może być przyczepiony do retikulum endoplazmatycznego, zlokalizowanego w plastydach i mitochondriach.
organelle błoniaste	Nic. Istnieją przerosty błony - mezosomy	Są to: mitochondria, kompleks Golgiego, centrum komórkowe, EPS
Cytoplazma	Jeść	Jeść
	Zaginiony	Jeść
wakuole	Gaz (aerosomy)	Jeść
Chloroplasty	Nic. Fotosynteza zachodzi w bakteriochlorofilach	Występuje tylko w roślinach
plazmidy	Jeść	Zaginiony
Rdzeń	Nieobecny	Jeść
Mikrofilamenty i mikrotubule.	Zaginiony	Jeść
Metody podziału	Zwężenie, pączkowanie, koniugacja	Mitoza, mejoza
Interakcja lub kontakty	Zaginiony	Plasmodesmy, desmosomy lub septa
Rodzaje odżywiania komórek	Fotoautotroficzny, fotoheterotroficzny, chemoautotroficzny, chemoheterotroficzny	Endocytoza fototroficzna (u roślin) i fagocytoza (u innych)

Różnice między prokariotami a eukariontami

Podobieństwa i różnice między komórkami prokariotycznymi i eukariotycznymi

Wniosek

Porównanie organizmu prokariotycznego i eukariotycznego jest dość pracochłonnym procesem, wymagającym rozważenia wielu niuansów. Mają ze sobą wiele wspólnego pod względem struktury, zachodzących procesów i właściwości wszystkich żywych istot. Różnice polegają na pełnionych funkcjach, sposobach żywienia i organizacji wewnętrznej. Osoby zainteresowane tym tematem mogą skorzystać z tych informacji.

Wszystkie żywe organizmy, w zależności od obecności jądra, można warunkowo podzielić na dwie duże kategorie: prokarioty i eukarionty. Oba te terminy wywodzą się od greckiego „karion” – rdzeń.

Te organizmy, które nie mają jądra, nazywane są prokariotami - organizmami przedjądrowymi z materią jądrową w postaci inkluzji. Struktura jest nieco inna. W przeciwieństwie do prokariotów, eukarionty mają uformowane jądro - to jest ich główna różnica. Prokarionty obejmują bakterie, cyjanobakterie, riketsje i inne organizmy. Eukarionty obejmują przedstawicieli roślin i zwierząt.

Struktura różnych organizmów jądrowych jest podobna. Ich głównymi składnikami są jądro i cytoplazma, które razem tworzą protoplast. Cytoplazma jest półpłynną substancją podstawową lub, jak to się nazywa, hialoplazmą, w której struktury komórkowe- organelle, które wykonują różne funkcje. Z zewnątrz cytoplazma jest otoczona błoną plazmatyczną. Warzywa i oprócz błony komórkowej mają sztywną błonę komórkową. Cytoplazma i grzyby zawierają wakuole - pęcherzyki wypełnione wodą z rozpuszczonymi w niej różnymi substancjami. Ponadto w komórce występują inkluzje w postaci rezerwowych składników odżywczych lub końcowych produktów przemiany materii. Cechy strukturalne komórki eukariotycznej są określone przez funkcje inkluzji w komórce.

Budowa i funkcje komórki eukariotycznej:

Błona plazmatyczna to podwójna warstwa lipidowa z osadzonymi w niej białkami. Główną funkcją błony plazmatycznej jest wymiana substancji między samą komórką a środowisko. Dzięki błonie plazmatycznej odbywa się również kontakt między dwiema sąsiednimi komórkami.
rdzeniem jest to element komórkowy posiada podwójną membranę Głównym jest zachowanie informacji dziedzicznej - kwasu dezoksyrybonukleinowego. Dzięki jądrze regulowana jest aktywność komórkowa, przekazywany jest materiał genetyczny do komórek potomnych.
mitochondria - te organelle występują tylko w roślinach i komórki zwierzęce. Mitochondria, podobnie jak jądro, mają dwie błony, pomiędzy którymi znajdują się wewnętrzne fałdy - cristae. Mitochondria zawierają kolisty DNA, rybosomy i wiele enzymów. Dzięki tym organelli odbywa się tlenowy etap oddychania komórkowego (syntetyzowany jest kwas adenozynotrójfosforowy).
plastydy - występują tylko w komórce roślinnej, ponieważ ich główną funkcją jest realizacja fotosyntezy.
(retikulum) to cały system spłaszczonych woreczków - zbiorników, jam i rurek. Na retikulum endoplazmatycznym (szorstkim) znajdują się ważne organelle - rybosomy. W zbiornikach sieci izolowane i dojrzewające są białka, które są również transportowane przez samą sieć. Na błonach siateczki gładkiej syntetyzowane są steroidy i lipidy.
Kompleks Golgiego - system płaskich jednobłonowych cystern i pęcherzyków przyczepionych do rozszerzonych końców cystern. Funkcją kompleksu Golgiego jest gromadzenie i przekształcanie białek i lipidów. Tworzą się tu również pęcherzyki wydzielnicze, usuwające substancje poza komórkę. Struktura komórki eukariotycznej jest taka, że komórka ma swój własny mechanizm uwalniania substancji odpadowych.
lizosomy to jednobłonowe pęcherzyki zawierające enzymy hydrolityczne. Dzięki lizosomom komórka trawi uszkodzone organelle, martwe komórki narządów.
Rybosomy są dwojakiego rodzaju, ale ich główną funkcją jest składanie cząsteczek białka.
centriole to system mikrotubul zbudowanych z cząsteczek białka. Dzięki centriolom tworzy się wewnętrzny szkielet komórki, który może zachować swój stały kształt.

Struktura komórki eukariotycznej jest bardziej złożona niż komórki prokariotycznej. Ze względu na obecność jądra eukarionty mają zdolność przekazywania informacji genetycznej, zapewniając w ten sposób stałość swojego gatunku.

Typowa komórka eukariotyczna składa się z trzech składników - błony, cytoplazmy i jądra. Podstawa komórkowa muszle jest plazmalemą (błoną komórkową) i strukturą powierzchniową węglowodanów i białek.

1. plazmalemma .

2. Struktura powierzchni węglowodanów i białek. Komórki zwierzęce mają małą warstwę białka (glikokaliks) . W roślinach struktura powierzchni komórki jest Ściana komórkowa Składa się z celulozy (włókna).

Funkcje Ściana komórkowa: utrzymuje kształt komórki i nadaje jej wytrzymałość mechaniczną, chroni komórkę, rozpoznaje sygnały molekularne, reguluje metabolizm między komórką a środowiskiem oraz przeprowadza interakcje międzykomórkowe.

Cytoplazma składa się z hialoplazmy (głównej substancji cytoplazmy), organelli i inkluzji.

1. Hialoplazma jest koloidalnym roztworem organicznych i związki nieorganiczne, łączy wszystkie struktury komórki w jedną całość.

2. mitochondria mają dwie membrany: zewnętrzną gładką wewnętrzną z fałdami - cristae. Wewnątrz między cristae jest matryca zawierające cząsteczki DNA, małe rybosomy i enzymy oddechowe. ATP jest syntetyzowany w mitochondriach. Mitochondria dzielą się przez rozszczepienie na dwie części.

3. plastydy charakterystyczne dla komórek roślinnych. Istnieją trzy rodzaje plastydów: chloroplasty, chromoplasty i leukoplasty. Podziel na dwie części.

I. Chloroplasty - zielone plastydy, w których zachodzi fotosynteza. Chloroplast ma podwójną membranę. Ciało chloroplastu składa się z bezbarwnego zrębu białkowo-lipidowego, przez który przechodzi system płaskich worków (tylakoidów) utworzonych przez błonę wewnętrzną. Tylakoidy tworzą grana. Zrąb zawiera rybosomy, ziarna skrobi, cząsteczki DNA.

II. chromoplasty przytwierdzać różne ciała kolorowanie roślin.

III. Leukoplasty przechowywać składniki odżywcze. Leukoplasty mogą tworzyć chromoplasty i chloroplasty.

4. Retikulum endoplazmatyczne to rozgałęziony system rur, kanałów i wnęk. Istnieje niegranulowany (gładki) i ziarnisty (szorstki) EPS. Na nieziarnistym ER znajdują się enzymy metabolizmu tłuszczów i węglowodanów (zachodzi synteza tłuszczów i węglowodanów). Na ziarnistym ER znajdują się rybosomy, które przeprowadzają biosyntezę białek. Funkcje EPS: transport, koncentracja i uwalnianie.

5. Aparat Golgiego składa się z płaskich worków błonowych i pęcherzyków. W komórkach zwierzęcych aparat Golgiego pełni funkcję wydzielniczą, w komórkach roślinnych jest centrum syntezy polisacharydów.

6. wakuole wypełnione sokiem z komórek roślinnych. Funkcje wakuoli: magazynowanie składników odżywczych i wody, utrzymywanie turgoru w komórce.

7. Lizosomy kulisty, utworzony przez błonę, która zawiera enzymy hydrolizujące białka, kwasy nukleinowe, węglowodany, tłuszcze.

8. Centrum komórkowe kontroluje procesy podziału komórek.

9. mikrotubule I mikrofilamenty c tworzą szkielet komórkowy.

10. Rybosomy eukarionty są większe (80S).

11. Inkluzje - substancje zapasowe i wydzieliny - tylko w komórkach roślinnych.

Rdzeń składa się z błony jądrowej, karioplazmy, jąderek, chromatyny.

1. otoczka jądrowa podobna w strukturze Błona komórkowa, zawiera pory. Błona jądrowa chroni aparat genetyczny przed działaniem substancji cytoplazmatycznych. Kontroluje transport substancji.

2. Karyoplazma jest roztworem koloidalnym zawierającym białka, węglowodany, sole oraz inne substancje organiczne i nieorganiczne.

3. jąderko - formacja kulista, zawiera różne białka, nukleoproteiny, lipoproteiny, fosfoproteiny. Funkcją jąderka jest synteza zarodków rybosomów.

4. chromatyna (chromosomy). W stanie stacjonarnym (czas między podziałami) DNA jest równomiernie rozmieszczone w karioplazmie w postaci chromatyny. Podczas podziału chromatyna jest przekształcana w chromosomy.

Funkcje jądra: informacje o dziedzicznych cechach organizmu są skoncentrowane w jądrze (funkcja informacyjna); chromosomy przenoszą cechy organizmu z rodziców na potomstwo (funkcja dziedziczenia); jądro koordynuje i reguluje procesy w komórce (funkcja regulacyjna).