В чем отличие прокариотов от эукариотов
Рассматриваемые организмы имеют достаточно много отличий. Они затрагивают время появления, структуру, строение ДНК и другие аспекты.
Время возникновения
Первыми появились прокариоты. Это произошло около 3,5 миллиарда лет назад. Спустя 2,4 миллиарда лет они положили начало появлению эукариотов.
ДНК
Для прокариотов характерна кольцевая структура ДНК, которая находится в нуклеоиде. Этот клеточный участок отделяется от остальной цитоплазмы мембраной. ДНК никоим образом не связана с РНК и белками. В ней нет хромосом. Эукариоты обладают линейной ДНК. Она находится в ядре, в котором присутствуют хромосомы.
Строение
Эукариоты отличаются от прокариотов наличием ядра. Однако это не единственная разница в структуре. У прокариотов вообще нет мембранных органоидов. За редким исключением, они лишены хлоропластов, митохондрий, лизосом. Их роль играют выросты клеточной мембраны. На них находятся ферменты и пигменты, которые отвечают за процессы жизнедеятельности.
Хромосомы эукариот располагаются в ядре. У прокариотов нуклеоид локализуется в цитоплазме. Как правило, в одном месте он фиксируется на клеточной мембране. Помимо нуклеоида, в клетках прокариотов присутствует разное количество плазмид. Они представляют собой нуклеоиды значительно меньших размеров по сравнению с основным.
Деление
Прокариоты преимущественно размножаются обычным делением пополам. При этом эукариоты используют более сложные способы деления клеток – мейоз, митоз или их сочетание.
Органеллы
Для эукариотических клеток характерно наличие органелл, которые отличаются своим собственным генетическим аппаратом. Он включает пластиды и митохондрии. Эти элементы окружает мембрана. К тому же они отличаются способностью к размножению путем деления.
Мнение эксперта
Карнаух Екатерина Владимировна
Закончила Национальный университет кораблестроения, специальность “Экономика предприятия”
В прокариотических клетках тоже возможно наличие органелл. Однако их количество значительно ниже. К тому же эти элементы не ограничиваются мембраной.
Фагоцитоз
Для эукариотов характерна способность переваривать твердые частицы путем заключения их в мембранный пузырек. Считается, что это свойство появилось как реакция на необходимость полноценного обеспечения крупных клеток питанием. Наличие фагоцитоза спровоцировало появление первых хищников.
Жизненный цикл
Эукариотические клетки делятся путем митоза, мейоза или сочетания этих процессов. Жизненный цикл таких организмов включает 2 ядерные фазы. Первый этап называется гаплофазой и характеризуется одинарным набором хромосом. Вторая стадия – диплофаза – отличается слиянием двух гаплоидных клеток. В результате формируется диплоидная клетка, содержащая двойной комплект хромосом. Спустя несколько делений клетка снова превращается в гаплоидную.
Передвижение
Для эукариотов характерны довольно сложные жгутики. Они представлены в виде тонких клеточных выростов, которые окружает 3 слоя мембраны. Они включают 9 пар микротрубочек на периферии и 2 в центральной части. Толщина составляет до 0,1 миллиметра. Отличительной особенностью считается способность изгибаться по длине. Помимо жгутиков, эукариоты имеют реснички. Они отличаются такой же структурой. Единственная разница заключается в размерах.
Отдельные прокариоты тоже обладают жгутиками, однако они являются очень тонкими и не превышают в диаметре 20 нанометров. Эти элементы представлены в виде полых белковых нитей, которые пассивно вращаются.
Роль
Эукариоты и прокариоты очень важны для нормального существования экосистемы. Каждый живой организм выполняет определенные биологические функции. Они отличаются в зависимости от его разновидности.
Сравнение прокариот и эукариот
Особенности строения прокариотической и эукариотической клеток значительны, однако одно из главных различий касается хранения генетического материала и способа получения энергии.
Прокариоты и эукариоты фотосинтезируют по-разному. У прокариот этот процесс проходит на выростах мембраны (хроматофорах), уложенных в отдельные стопки. Бактерии не имеют фторой фотосистемы, поэтому не выделяют кислород, в отличие от сине-зелёных водорослей, которые образуют его при фотолизе. Источниками водорода у прокариот служат сероводород, Н2, разные органические вещества и вода. Основными пигментами являются бактериохлорофилл (у бактерий), хлорофилл и фикобилины (у цианобактерий).
К фотосинтезу из всех эукариот способны только растения.
У них имеются специальные образования – хлоропласты, содержащие мембраны, уложенные в граны или ламеллы. Наличие фотосистемы II позволяет выделять кислород в атмосферу при процессе фотолиза воды. Источником молекул водорода служит только вода. Главным пигментов является хлорофилл, а фикобилины присутствуют лишь у красных водорослей.
Основные различия и характерные признаки прокариотов и эукариотов представлены в таблице ниже.
Таблица: Сходства и различия прокариотов и эукариотов
Сравнение | Прокариоты | Эукариоты |
Время появления | Более 3,5 млрд. лет | Около 1,2 млрд. лет |
Размеры клеток | До 10 мкм | От 10 до 100 мкм |
Капсула | Есть. Выполняет защитную функцию. Связана с клеточной стенкой | Отсутствует |
Плазматическая мембрана | Есть | Есть |
Клеточная стенка | Состоит из пектина или муреина | Есть, кроме животных |
Хромосомы | Вместо них кольцевая ДНК. Трансляция и транскрипция проходят в цитоплазме. | Линейные молекулы ДНК. Трансляция проходит в цитоплазме, а транскрипция в ядре. |
Рибосомы | Мелкие 70S-типа. Расположены в цитоплазме. | Крупные 80S-типа, могут прикрепляться к эндоплазматической сети, находиться в пластидах и митохондриях. |
Органоид с мембранной оболочкой | Отсутствуют. Есть выросты мембраны — мезосомы | Есть: митохондрии, комплекс Гольджи, клеточный центр, ЭПС |
Цитоплазма | Есть | Есть |
Отсутствуют | Есть | |
Вакуоли | Газовые (аэросомы) | Есть |
Хлоропласты | Отсутствуют. Фотосинтез проходит в бактериохлорофиллах | Присутствуют только у растений |
Плазмиды | Есть | Отсутствуют |
Ядро | Отсутствует | Есть |
Микрофиламенты и микротрубочки. | Отсутствуют | Есть |
Способы деления | Перетяжка, почкование, коньюгация | Митоз, мейоз |
Взаимодействие или контакты | Отсутствуют | Плазмодесмы, десмосомы или септы |
Типы питания клеток | Фотоавтотрофный, фотогетеротрофный, хемоавтотрофный, хемогетеротрофный | Фототрофный (у растений) эндоцитоз и фагоцитоз (у остальных) |
Отличия прокариот и эукариот
Сходство и различия прокариотических и эукариотических клеток
Признаки эукариотической клетки
Считается, что ядерные клеточные организмы появились около 1,5 миллиардов лет назад. Хотя в прошлые времена ученые слабо понимали суть явлений на клеточном уровне, но в своих трудах у них часто стали появляться приблизительные рисунки этой единицы организма.
Подписи в каждом утверждают об одной отличительной особенности клеток данного типа – наличие ядра, покрытого двойным слоем мембраны.
Именно в ядре хранится основной генетический материал этих организмов. Кроме того в нем есть несколько ядрышек с большей частью объема всех типов РНК.
Также в такой клетке есть другие образования – органеллы, которые находятся в ее цитоплазме. К ним относят:
- митохондрии – напоминают своей структурой белки, также содержат ДНК,
- лизосомы – являются пузырьками, помогающими общему метаболизму этой клетки,
- хлоропласты.
Эти соединения также разделены мембранами, основная роль которых является связь различных элементов единицы организма с внешней средой. Чтобы все элементы состава хорошо функционировали, для полного «скелета» в этой клетке есть нити и микротрубочки.
Процесс дыхания более распространен среди живых организмов, образованных этими клетками.
Сходства и различия прокариот и эукариот
Сравнительная таблица «Характеристика надцарств» показывает признаки, по которым нетрудно выявить основные отличия.
Признаки | Надцарство Прокариоты | Надцарство Эукариоты |
Размер | D = 0,5 – 5 мкм | D = 40 мкм |
Наследственность | ДНК в цитоплазме | ДНК в ядре |
Структура | Мало образований, мембран практически нет. | Есть внешние и внутренние мембраны, различные структуры, позволяющие проводить реакции пищеварения, дыхания и размножения. |
Оболочка | В состав входят полисахариды, аминокислоты и муреин. | Основой оболочки растений является целлюлоза, а у грибов – хитин. |
Фотосинтез | Нет хлоропластов, но он протекает в мембранах. | Протекает в специальных образованиях – пластидах. |
Обмен азота | У некоторых он есть. | Он не происходит. |
В чем отличие прокариотов от эукариотов
Рассматриваемые организмы имеют достаточно много отличий. Они затрагивают время появления, структуру, строение ДНК и другие аспекты.
Время возникновения
Первыми появились прокариоты. Это произошло около 3,5 миллиарда лет назад. Спустя 2,4 миллиарда лет они положили начало появлению эукариотов.
ДНК
Для прокариотов характерна кольцевая структура ДНК, которая находится в нуклеоиде. Этот клеточный участок отделяется от остальной цитоплазмы мембраной. ДНК никоим образом не связана с РНК и белками. В ней нет хромосом. Эукариоты обладают линейной ДНК. Она находится в ядре, в котором присутствуют хромосомы.
Строение
Эукариоты отличаются от прокариотов наличием ядра. Однако это не единственная разница в структуре. У прокариотов вообще нет мембранных органоидов. За редким исключением, они лишены хлоропластов, митохондрий, лизосом. Их роль играют выросты клеточной мембраны. На них находятся ферменты и пигменты, которые отвечают за процессы жизнедеятельности.
Хромосомы эукариот располагаются в ядре. У прокариотов нуклеоид локализуется в цитоплазме. Как правило, в одном месте он фиксируется на клеточной мембране. Помимо нуклеоида, в клетках прокариотов присутствует разное количество плазмид. Они представляют собой нуклеоиды значительно меньших размеров по сравнению с основным.
Деление
Прокариоты преимущественно размножаются обычным делением пополам. При этом эукариоты используют более сложные способы деления клеток – мейоз, митоз или их сочетание.
Органеллы
Для эукариотических клеток характерно наличие органелл, которые отличаются своим собственным генетическим аппаратом. Он включает пластиды и митохондрии. Эти элементы окружает мембрана. К тому же они отличаются способностью к размножению путем деления.
Мнение эксперта Карнаух Екатерина Владимировна Закончила Национальный университет кораблестроения, специальность “Экономика предприятия”
В прокариотических клетках тоже возможно наличие органелл. Однако их количество значительно ниже. К тому же эти элементы не ограничиваются мембраной.
Фагоцитоз
Для эукариотов характерна способность переваривать твердые частицы путем заключения их в мембранный пузырек. Считается, что это свойство появилось как реакция на необходимость полноценного обеспечения крупных клеток питанием. Наличие фагоцитоза спровоцировало появление первых хищников.
Жизненный цикл
Эукариотические клетки делятся путем митоза, мейоза или сочетания этих процессов. Жизненный цикл таких организмов включает 2 ядерные фазы. Первый этап называется гаплофазой и характеризуется одинарным набором хромосом. Вторая стадия – диплофаза – отличается слиянием двух гаплоидных клеток. В результате формируется диплоидная клетка, содержащая двойной комплект хромосом. Спустя несколько делений клетка снова превращается в гаплоидную.
Передвижение
Для эукариотов характерны довольно сложные жгутики. Они представлены в виде тонких клеточных выростов, которые окружает 3 слоя мембраны. Они включают 9 пар микротрубочек на периферии и 2 в центральной части. Толщина составляет до 0,1 миллиметра. Отличительной особенностью считается способность изгибаться по длине. Помимо жгутиков, эукариоты имеют реснички. Они отличаются такой же структурой. Единственная разница заключается в размерах.
Отдельные прокариоты тоже обладают жгутиками, однако они являются очень тонкими и не превышают в диаметре 20 нанометров. Эти элементы представлены в виде полых белковых нитей, которые пассивно вращаются.
Роль
Эукариоты и прокариоты очень важны для нормального существования экосистемы. Каждый живой организм выполняет определенные биологические функции. Они отличаются в зависимости от его разновидности.
Бактерии и археи: отличительные признаки
Долгое время археи вместе с бактериями являлись представителями Царства Дробянки. И действительно, у них много сходных черт строения. Это прежде всего размеры и форма их клеток. Однако биохимические исследования показали, что у них есть ряд сходных черт с эукариотами. Это природа ферментов, под действием которых происходят процессы синтеза РНК и белковых молекул.
Археи освоили практически все среды обитания. Особенно они разнообразны в составе планктона. Первоначально всех архей относили к группе экстремофилов, поскольку они способны обитать и в горячих источниках, и в водоемах с повышенной соленостью, и на глубинах со значительным давлением.
«Многообразие клеток. Прокариоты и эукариоты»
Код раздела ЕГЭ: 2.2. Многообразие клеток. Прокариотические и эукариотические клетки. Сравнительная характеристика клеток растений животных, бактерий, грибов.
Подавляющее большинство известных на сегодняшний день живых организмов (растения, животные, грибы и бактерии) имеет клеточное строение. Форма клеток может быть округлой, цилиндрической, кубической, призматической, дисковидной, веретеновидной, звездчатой и др.
Несмотря на все разнообразие клеток, общий план строения для них един: все они содержат наследственную информацию, погруженную в цитоплазму, и окружающую клетку плазматическую мембрану. Снаружи от мембраны у клетки может быть еще клеточная стенка, состоящая из различных веществ, которая служит для защиты клетки и является своего рода ее внешним скелетом.
Прокариоты и эукариоты
В настоящее время различают два основных типа организации клеток: прокариотические и эукариотические.
Прокариотическая клетка не имеет ядра, ее наследственная информация не отделена от цитоплазмы мембранами. Область цитоплазмы, в которой хранится наследственная информация в прокариотической клетке, называют нуклеоидом. Прокариотами являются бактерии.
Эукариотическая клетка — клетка, в которой хотя бы на одной из стадий развития имеется ядро — специальная структура, в которой находится ДНК. К эукариотическим организмам относят растения, животные и грибы.
Размеры прокариотических клеток, как правило, на порядок меньше, чем размеры эукариотических. Большинство прокариот является одноклеточными организмами, а эукариоты — многоклеточными.
Сравнительная характеристика строения клеток растений, животных, бактерий и грибов
Кроме характерных для прокариот и эукариот особенностей, клетки растений, животных, грибов и бактерий обладают еще целым рядом особенностей. Так, клетки растений содержат специфические органоиды — хлоропласты, которые обусловливают их способность к фотосинтезу, тогда как у остальных организмов эти органоиды не встречаются.
Растительные клетки, как правило, содержат крупные вакуоли, наполненные клеточным соком. В клетках животных, грибов и бактерий они также встречаются, но имеют совершенно иное происхождение и выполняют другие функции. Основным запасным веществом, встречающимся в виде твердых включений, у растений является крахмал, у животных и грибов — гликоген, а у бактерий — волютин.
Еще одним отличительным признаком этих групп организмов является организация поверхностного аппарата: у клеток животных организмов клеточная стенка отсутствует, их плазматическая мембрана покрыта лишь тонким гликокаликсом, тогда как у всех остальных она есть. Это целиком объяснимо, поскольку способ питания животных связан с захватом пищевых частиц в процессе фагоцитоза, а наличие клеточной стенки лишило бы их данной возможности. Химическая природа вещества, входящего в состав клеточной стенки, неодинакова у различных групп живых организмов: если у растений это целлюлоза, то у грибов — хитин, а у бактерий — муреин.
Бактериальные клетки имеют следующие характерные для них структуры — плотную клеточную стенку, клеточную мембрану, одну кольцевую хромосому, расположенную в нуклеотиде, рибосомы, мезосомы (внутренние клеточные мембраны), жгутики и клеточные включения в виде жировых капель и гранул полисахаридов. В этих клетках нет многих органоидов, характерных для эукариотических растительных, животных и грибных клеток. По способу питания бактерии делятся на автотрофов, хемотрофов и гетеротрофов.
Клетки растений содержат характерные только для них пластиды — хлоропласты, лейкопласты и хромопласты; они окружены плотной клеточной стенкой из целлюлозы, а также имеют вакуоли с клеточным соком. Все зеленые растения относятся к автотрофным организмам.
У клеток животных нет плотных клеточных стенок. Они окружены клеточной мембраной, через которую происходит обмен веществ с окружающей средой.
Клетки грибов покрыты клеточной стенкой, отличающейся по химическому составу от клеточных стенок растений. Она содержит в качестве основных компонентов хитин, полисахариды, белки и жиры. Запасным веществом клеток грибов и животных является гликоген.
Это конспект по теме «Многообразие клеток. Прокариоты и эукариоты». Выберите дальнейшие действия:
- Перейти к следующему конспекту:
- Вернуться к списку конспектов по Биологии.
- Проверить знания по Биологии.
Основные признаки и отличия прокариотических и эукариотических клеток (таблица):
Признаки | Прокариоты | Эукариоты |
ЯДЕРНАЯ МЕМБРАНА | Отсутствует | Имеется |
ПЛАЗМАТИЧЕСКАЯ МЕМБРАНА | Имеется | Имеется |
МИТОХОНДРИИ | Отсутствуют | Имеются |
ЭПС | Отсутствует | Имеется |
РИБОСОМЫ | Имеются | Имеются |
ВАКУОЛИ | Отсутствуют | Имеются (особенно характерны для растений) |
ЛИЗОСОМЫ | Отсутствуют | Имеются |
КЛЕТОЧНАЯ СТЕНКА | Имеется, состоит из сложного гетерополимерного вещества | Отсутствует в животных клетках, в растительных состоит из целлюлозы |
КАПСУЛА | Если имеется, то состоит из соединений белка и сахара | Отсутствует |
КОМПЛЕКС ГОЛЬДЖИ | Отсутствует | Имеется |
ДЕЛЕНИЕ | Простое | Митоз, амитоз, мейоз |
Основное отличие прокариотических клеток от эукариотических заключается в том, что их ДНК не организована в хромосомы и не окружена ядерной оболочкой. Эукариотические клетки устроены значительно сложнее. Их ДНК, связанная с белком, организована в хромосомы, которые располагаются в особом образовании, по сути самом крупном органоиде клетки – ядре. Кроме того, внеядерное активное содержимое такой клетки разделено на отдельные отсеки с помощью эндоплазматической сети, образованной элементарной мембраной. Эукариотические клетки обычно крупнее прокариотических. Их размеры варьируют от 10 до 100 мкм, тогда как размеры клеток прокариот (различных бактерий, цианобактерий – сине- зеленых водорослей и некоторых других организмов), как правило, не превышают 10 мкм, часто составляя 2-3 мкм. В эукариотической клетке носители генов – хромосомы – находятся в морфологически оформленном ядре, отграниченном от остальной клетки мембраной. В исключительно тонких, прозрачных препаратах живые хромосомы можно видеть с помощью светового микроскопа. Чаще же их изучают на фиксированных и окрашенных препаратах.
Хромосомы состоят из ДНК, которая находится в комплексе с белками- гистонами, богатыми аминокислотами аргинином и лизином. Гистоны составляют значительную часть массы хромосом.
Эукариотическая клетка имеет разнообразные постоянные внутриклеточные структуры – органоиды (органеллы), отсутствующие в прокариотической клетке.
Прокариотические клетки могут делиться на равные части перетяжкой или почковаться, т.е. образовывать дочернюю клетку меньшего размера, чем материнская, но никогда не делятся путем митоза. Клетки эукариотических организмов, напротив, делятся путем митоза (исключая некоторые очень архаичные группы). Хромосомы при этом “расщепляются” продольно (точнее, каждая нить ДНК воспроизводит около себя свое подобие), и их “половинки” – хроматиды (полноценные копии нити ДНК) расходятся группами к противоположным полюсам клетки. Каждая из образующихся затем клеток получает одинаковый набор хромосом.
Рибосомы прокариотической клетки резко отличаются от рибосом эукариот по величине. Ряд процессов, свойственных цитоплазме многих эукариотических клеток, – фагоцитоз, пиноцитоз и циклоз (вращательное движение цитоплазмы) – у прокариот не обнаружен. Прокариотической клетке в процессе обмена веществ не требуется аскорбиновая кислота, но эукариотические не могут без нее обходиться.
Существенно различаются подвижные формы прокариотических и эукариотических клеток. Прокариоты имеют двигательные приспособления в виде жгутиков или ресничек, состоящих из белка флагеллина. Двигательные приспособления подвижных эукариотических клеток получили название ундулиподиев, закрепляющихся в клетке с помощью особых телец кинетосом. Электронная микроскопия выявила структурное сходство всех ундулиподиев эукариотических организмов и резкие их отличия от жгутиков прокариот
Что такое прокариоты и эукариоты
Прокариоты — это организмы, главной характеристикой клеток которых является отсутствие мембранных органелл и клеточного ядра. К ним относятся бактерии, археи.
Они не собираются в многоклеточную систему: даже существуя в виде клеточных масс, они состоят из отдельных и вполне самостоятельных клеток.
Прокариоты являются самой распространенной формой жизни на земле, отличаются богатым многообразием. Если взять всю морскую биомассу, то 90% ее веса составят прокариоты. А в 1 грамме чернозема можно насчитать около 10 млрд. одноклеточных бактерий.
Осторожно! Если преподаватель обнаружит плагиат в работе, не избежать крупных проблем (вплоть до отчисления). Если нет возможности написать самому, закажите тут
Эукариоты — это организмы, состоящие из клеток с ядром. К ним относятся растения, животные, грибы.
Эукариоты могут подразделяться на одноклеточные и многоклеточные. Но все они имеют одинаковую структуру строения клетки.
История открытия
Первым, кому удалось рассмотреть клетку, был британский естествоиспытатель Роберт Гук. В 1665 году при помощи одного из первых микроскопов он увидел на срезе ткани ячеистую структуру. Замеченные ячейки Гук назвал клетками — с тех пор этот термин прочно прижился и в биологии, и в цитологии.
О наличии ядра впервые сообщил Роберт Броун, опубликовавший свои исследования в 1831 году. А в 1839 году Теодор Шванн и Маттиас Шлейден уже сформулировали полноценную клеточную теорию, которую Рудольф Вихров позже дополнил важнейшим утверждением о том, что каждая клетка происходит от другой клетки.
Появление понятий эукариотических и прокариотических клеток относится к эпохе современной цитологии: к тому моменту, когда выяснились значимые различия между этими двумя типами.
Характеристика и особенности клеток эукариот
Характеристика эукариот
Данные, полученные после изучения древних окаменелостей, привели биологов к выводу, что все живые эукариоты являются потомками одного общего предка. Сопоставление характеристик, обнаруженных во всех основных группах эукариот, показывает, что следующие характеристики должны были присутствовать у последнего общего предка, потому что эти характеристики присутствуют по крайней мере у некоторых представителей каждой основной линии.
- Клетки с ядрами, окруженными ядерной оболочкой с ядерными порами. Это единственная характеристика, которая одновременно необходима и достаточна для определения организма как эукариота. Все существующие эукариоты имеют клетки с ядрами.
- Митохондрия. Некоторые сохранившиеся эукариоты имеют очень редуцированные остатки митохондрий в своих клетках, в то время как другие представители их линий имеют «типичные» митохондрии.
- Цитоскелет, содержащий структурные и подвижные компоненты, называемые актиновыми микрофиламентами и микротрубочками. Все существующие эукариоты обладают этими элементами цитоскелета.
- Жгутики и реснички — это органеллы, связанные с подвижностью клеток. У некоторых сохранившихся эукариот отсутствуют жгутики и/или реснички, но они произошли от предков, которые ими обладали.
- Хромосомы, каждая из которых состоит из линейной молекулы ДНК, свернутой вокруг основных (щелочных) белков, называемых гистонами. Несколько эукариот с хромосомами, лишенными гистонов, явно произошли от предков, у которых они были.
- Митоз — процесс ядерного деления, при котором реплицированные хромосомы делятся и разделяются с использованием элементов цитоскелета. Митоз повсеместно присутствует у эукариот.
- Деление — процесс генетической рекомбинации, уникальный для эукариот. При делении диплоидные ядра на одной стадии жизненного цикла подвергаются мейозу с образованием гаплоидных ядер и последующей кариогамии — стадии, на которой два гаплоидных ядра сливаются вместе, образуя диплоидное ядро зиготы.
- Представители всех основных линий имеют клеточные стенки, и было бы разумно сделать вывод, что последний общий предок мог создавать клеточные стенки на каком-то этапе своего жизненного цикла. Однако о клеточных стенках эукариот и их развитии известно недостаточно, чтобы знать, насколько у них существует гомология. Если последний общий предок мог создавать клеточные стенки, то ясно, что эта способность должна была быть утрачена во многих группах.
Особенности клеток эукариот
- Различные формы: в зависимости от среды, в которой находится клетка, она может быть сферической, кубической, пирамидальной, плоской или звездчатой.
- Различные размеры: эукариотические клетки могут измерять от 10 мкм (например, лимфоциты) до 100 мкм (например, адипоциты или жировые клетки).
- Разнообразные функции: хотя эукариотические одноклеточные существа, такие как паразиты, должны выполнять все функции, необходимые для их выживания, у многоклеточных существ существуют клетки с различными функциями. Например, клетки кишечника предназначены для поглощения питательных веществ и отправки их в кровь, откуда они распределяются. Корневые клетки растений поглощают питательные вещества и воду из почвы.
- Наличие органелл: внутри эукариотической клетки находятся структуры, специализирующиеся на определенных функциях, включая хлоропласты, аппарат Гольджи, митохондрии, везикулы и лизосомы.
Сходства и различия в строении клеток прокариот и эукариот
Для существования клеток любого типа, и прокариотических, и эукариотических, необходимо наличие цитоплазматической мембраны, отделяющей клетку от внешней среды; цитоплазмы, заполняющей клетку, а также генетического аппарата и рибосом, позволяющих хранить и реализовывать генетическую информацию. Однако, строение мембраны и рибосом, а также организация генетического материала для этих групп могут различаться (рис.2)
Основное различие прокариот и эукариот состоит в том, что в клетках прокариот генетический материал располагается непосредственно в цитоплазме и представлен нуклеоидом, содержащим чаще всего замкнутую в кольцо молекулу ДНК. У эукариот генетический материал отделен ядерной оболочкой и, соответственно, заключен в ядре. Он представлен линейными молекулами ДНК, «упакованными» в хромосомы.
И у прокариот, и у эукариот есть рибосомы, необходимые для синтеза белка, но рибосомы прокариот меньше эукариотических. Рибосомы бактерий состоят их трех, а не четырех молекул рРНК. Рибосомы архей по некоторым признакам похожи на бактериальные, а по некоторым – на эукариотические. Например, на рибосомы архей не действует антибиотик хлорамфеникол, связывающий рибосомы бактерий, в то время как дифтерийный токсин, останавливающий биосинтез белка у эукариот, действует и на архей.
Кроме рибосом внутри прокариотической клетки нет других органелл и мембранных структур, в то время как эукариотические клетки содержат эндоплазматическую сеть, аппарат Гольджи, митохондрии и другие органеллы. Внутри клеток прокариот могут быть газовые пузырьки или другие включения, окруженные белковой оболочкой.
Рисунок 2. Строение клеток прокариот (на примере бактерий) и эукариот
Такое увеличение площади мембраны необходимо в связи с тем, что энергетические процессы, такие как дыхание и фотосинтез, происходящие у эукариот на внутренних мембранах митохондрий и хлоропластов соответственно, у прокариот происходит непосредственно на мембране клетки.
Цитоскелет прокариот не включает в себя характерных для эукариотической клетки элементов (микротрубочек, актиновых филаментов, микрофиламентов) и образован другими белками. Прокариоты не способны к эндоцитозу и амебоидному движению.
Клеточные покровы прокариот и эукариот так же существенно отличаются. Клетки бактерий и эукариот покрыты цитоплазматической мембраной, состоящей из двойного слоя фосфолипидов, в которых жирные кислоты связаны с молекулой глицерина сложноэфирной связью. Мембранные липиды архей вместо жирных кислот содержат изопреновые цепочки, соединенные с глицерином простой эфирной связью (рис. 3). Липиды такой мембраны зачастую объединяются в один слой с двумя гидрофильными головками и одной гидрофобной «сшивкой» из двух хвостов. Это делает мембрану более устойчивой к экстремальным условиям, в которых обитают некоторые археи.
Рисунок 3. Строение цитоплазматической мембраны бактерий, эукариот и архей
Клеточная стенка бактерий состоит из пептидогликана (муреина), которого нет ни у архей, ни у эукариот. Клетки архей чаще всего покрыты белковым S-слоем, защищающим от воздействия стрессовых условий, а в тех случаях, когда клеточная стенка все-таки присутствует, в ее состав входит похожее по структуре вещество – псевдомуреин.
Отличается и строение жгутиков. Бактериальные жгутики образованы белком флагеллином который, закручиваясь в спираль, формирует полую внутри нить жгутика. Жгутики архей похожи на бактериальные: они приводят клетку в движение, вращаясь по тому же механизму, но они не имеют полости внутри и образованы гликопротеинами. Жгутики эукариот в свою очередь состоят из десяти пар микротрубочек, где одна из пар центральная, а еще девять окружают ее.
Клетки бактерий, архей и эукариот отличаются не только чертами своего строения, существует еще рад биохимических и молекулярных признаков, на которые стоит обратить внимание. Кратко все признаки для каждой группы изложены в таблице 1. Таблица 1
Сходства и различия в строении клеток бактерий, археи и эукариот
Таблица 1. Сходства и различия в строении клеток бактерий, археи и эукариот