Τα ευκαρυωτικά κύτταρα, σε αντίθεση με τα προκαρυωτικά, έχουν... Διαφορές μεταξύ ευκαρυωτών και προκαρυωτών. Συγκριτικά χαρακτηριστικά κυττάρων φυτών, ζώων, βακτηρίων, μυκήτων

Υπάρχουν μόνο δύο τύποι οργανισμών στη Γη: οι ευκαρυώτες και οι προκαρυώτες. Διαφέρουν πολύ ως προς τη δομή, την προέλευση και την εξελικτική τους ανάπτυξη, κάτι που θα συζητηθεί λεπτομερώς παρακάτω.

Σε επαφή με

Σημάδια προκαρυωτικού κυττάρου

Οι προκαρυώτες ονομάζονται και προπυρηνικοί. Ένα προκαρυωτικό κύτταρο δεν έχει άλλα οργανίδια που έχουν μεμβρανική μεμβράνη (ενδοπλασματικό δίκτυο, σύμπλεγμα Golgi).

Χαρακτηριστικά τους είναι επίσης τα εξής:

1. χωρίς κέλυφος και δεν σχηματίζει δεσμούς με πρωτεΐνες. Οι πληροφορίες μεταδίδονται και διαβάζονται συνεχώς.
2. Όλοι οι προκαρυώτες είναι απλοειδείς οργανισμοί.
3. Τα ένζυμα βρίσκονται σε ελεύθερη κατάσταση (διάχυτα).
4. Έχουν την ικανότητα να σχηματίζουν σπόρια κάτω από δυσμενείς συνθήκες.
5. Η παρουσία πλασμιδίων - μικρών εξωχρωμοσωμικών μορίων DNA. Η λειτουργία τους είναι η μεταφορά γενετικών πληροφοριών, αυξάνοντας την αντίσταση σε πολλούς επιθετικούς παράγοντες.
6. Η παρουσία μαστιγίων και πυλώνων - εξωτερικοί σχηματισμοί πρωτεΐνης απαραίτητοι για την κίνηση.
7. Τα κενοτόπια αερίων είναι κοιλότητες. Λόγω αυτών, το σώμα είναι σε θέση να κινηθεί στη στήλη του νερού.
8. Το κυτταρικό τοίχωμα των προκαρυωτών (δηλαδή των βακτηρίων) αποτελείται από μουρεΐνη.
9. Οι κύριες μέθοδοι απόκτησης ενέργειας στα προκαρυωτικά είναι η χημειο- και η φωτοσύνθεση.

Αυτά περιλαμβάνουν βακτήρια και αρχαία. Παραδείγματα προκαρυωτών: σπειροχαίτες, πρωτεοβακτήρια, κυανοβακτήρια, κρεναρχαίοι.

Προσοχή!Παρά το γεγονός ότι τα προκαρυωτικά στερούνται πυρήνα, έχουν το ισοδύναμό του - ένα νουκλεοειδές (ένα κυκλικό μόριο DNA χωρίς κελύφη) και ελεύθερο DNA με τη μορφή πλασμιδίων.

Δομή προκαρυωτικού κυττάρου

Βακτήρια

Οι εκπρόσωποι αυτού του βασιλείου είναι από τους αρχαιότερους κατοίκους της Γης και έχουν υψηλό ποσοστό επιβίωσης σε ακραίες συνθήκες.

Υπάρχουν gram-θετικά και gram-αρνητικά βακτήρια. Η κύρια διαφορά τους έγκειται στη δομή της κυτταρικής μεμβράνης. Τα θετικά κατά Gram έχουν παχύτερο κέλυφος, έως και 80% αποτελείται από βάση μουρεΐνης, καθώς και πολυσακχαρίτες και πολυπεπτίδια. Όταν λερωθούν με Gram δίνουν ένα ιώδες χρώμα. Τα περισσότερα από αυτά τα βακτήρια είναι παθογόνα. Τα Gram-αρνητικά έχουν ένα λεπτότερο τοίχωμα, το οποίο χωρίζεται από τη μεμβράνη από τον περιπλασματικό χώρο. Ωστόσο, ένα τέτοιο κέλυφος έχει αυξημένη αντοχή και είναι πολύ πιο ανθεκτικό στις επιδράσεις των αντισωμάτων.

Τα βακτήρια παίζουν πολύ σημαντικό ρόλο στη φύση:

1. Τα κυανοβακτήρια (γαλαζοπράσινα φύκια) βοηθούν στη διατήρηση του απαιτούμενου επιπέδου οξυγόνου στην ατμόσφαιρα. Αποτελούν περισσότερο από το ήμισυ του συνόλου του Ο2 στη Γη.
2. Προάγουν την αποσύνθεση των οργανικών υπολειμμάτων, συμμετέχοντας έτσι στον κύκλο όλων των ουσιών και συμμετέχουν στο σχηματισμό του εδάφους.
3. Αζωτομονωτικά σε ρίζες οσπρίων.
4. Καθαρίζουν το νερό από απόβλητα, για παράδειγμα, από τη μεταλλουργική βιομηχανία.
5. Αποτελούν μέρος της μικροχλωρίδας των ζωντανών οργανισμών, συμβάλλοντας στη μεγιστοποίηση της απορρόφησης των θρεπτικών συστατικών.
6. Χρησιμοποιείται στη βιομηχανία τροφίμων για ζύμωση.Έτσι παράγονται τα τυριά, το cottage cheese, το οινόπνευμα και η ζύμη.

Προσοχή!Εκτός από τη θετική τους σημασία, τα βακτήρια παίζουν και αρνητικό ρόλο. Πολλά από αυτά προκαλούν θανατηφόρες ασθένειες, όπως η χολέρα, ο τυφοειδής πυρετός, η σύφιλη και η φυματίωση.

Βακτήρια

Αρχαία

Προηγουμένως, συνδυάζονταν με βακτήρια στο ενιαίο βασίλειο του Drobyanok. Ωστόσο, με την πάροδο του χρόνου, έγινε σαφές ότι τα αρχαία έχουν τη δική τους ατομική διαδρομή εξέλιξης και διαφέρουν πολύ από άλλους μικροοργανισμούς στη βιοχημική τους σύνθεση και μεταβολισμό. Υπάρχουν έως και 5 τύποι, οι πιο μελετημένοι είναι οι ευρυρχαίοι και οι κρεναρχαίοι. Τα χαρακτηριστικά των αρχαίων είναι:

• τα περισσότερα από αυτά είναι χημειοαυτοτροφικά - συνθέτουν οργανικές ουσίες από διοξείδιο του άνθρακα, ζάχαρη, αμμωνία, μεταλλικά ιόντα και υδρογόνο.
• διαδραματίζουν βασικό ρόλο στον κύκλο του αζώτου και του άνθρακα.
• συμμετέχουν στην πέψη στον άνθρωπο και σε πολλά μηρυκαστικά·
• έχουν πιο σταθερό και ανθεκτικό κέλυφος μεμβράνης λόγω της παρουσίας αιθερικών δεσμών στα λιπίδια γλυκερίνης-αιθέρα. Αυτό επιτρέπει στα αρχαία να ζουν σε πολύ αλκαλικά ή όξινα περιβάλλοντα, καθώς και σε υψηλές θερμοκρασίες.
• το κυτταρικό τοίχωμα, σε αντίθεση με τα βακτήρια, δεν περιέχει πεπτιδογλυκάνη και αποτελείται από ψευδομουρεΐνη.

Δομή των ευκαρυωτών

Οι ευκαρυώτες είναι ένα υπερβασίλειο οργανισμών των οποίων τα κύτταρα περιέχουν έναν πυρήνα. Εκτός από τα αρχαία και τα βακτήρια, όλα τα έμβια όντα στη Γη είναι ευκαρυώτες (για παράδειγμα, φυτά, πρωτόζωα, ζώα). Τα κύτταρα μπορεί να διαφέρουν πολύ ως προς το σχήμα, τη δομή, το μέγεθος και τις λειτουργίες τους. Παρόλα αυτά, μοιάζουν με τα βασικά της ζωής, τον μεταβολισμό, την ανάπτυξη, την ανάπτυξη, την ικανότητα ερεθισμού και τη μεταβλητότητα.

Τα ευκαρυωτικά κύτταρα μπορεί να είναι εκατοντάδες ή χιλιάδες φορές μεγαλύτερα από τα προκαρυωτικά κύτταρα. Περιλαμβάνουν τον πυρήνα και το κυτταρόπλασμα με πολυάριθμα μεμβρανώδη και μη μεμβρανώδη οργανίδια.Τα μεμβρανώδη περιλαμβάνουν: ενδοπλασματικό δίκτυο, λυσοσώματα, σύμπλεγμα Golgi, μιτοχόνδρια,. Μη μεμβράνη: ριβοσώματα, κυτταρικό κέντρο, μικροσωληνίσκοι, μικρονημάτια.

Δομή των ευκαρυωτών

Ας συγκρίνουμε ευκαρυωτικά κύτταρα από διαφορετικά βασίλεια.

Το υπερβασίλειο των ευκαρυωτών περιλαμβάνει τα ακόλουθα βασίλεια:

• πρωτόζωα. Ετερότροφα, μερικά ικανά για φωτοσύνθεση (φύκια). Αναπαράγονται ασεξουαλικά, σεξουαλικά και με απλό τρόπο σε δύο μέρη. Οι περισσότεροι στερούνται κυτταρικού τοιχώματος.
• φυτά. Είναι παραγωγοί· η κύρια μέθοδος απόκτησης ενέργειας είναι η φωτοσύνθεση. Τα περισσότερα φυτά είναι ακίνητα και αναπαράγονται ασεξουαλικά, σεξουαλικά και βλαστικά. Το κυτταρικό τοίχωμα είναι κατασκευασμένο από κυτταρίνη.
• μανιτάρια. Πολυκύτταρος. Υπάρχουν όλο και πιο ψηλά. Είναι ετερότροφοι οργανισμοί και δεν μπορούν να κινηθούν ανεξάρτητα. Αναπαράγονται ασεξουαλικά, σεξουαλικά και φυτικά. Αποθηκεύουν γλυκογόνο και έχουν ισχυρό κυτταρικό τοίχωμα από χιτίνη.
• των ζώων. Υπάρχουν 10 τύποι: σφουγγάρια, σκουλήκια, αρθρόποδα, εχινόδερμα, χορδάτες και άλλα. Είναι ετερότροφοι οργανισμοί. Ικανό για ανεξάρτητη κίνηση. Η κύρια ουσία αποθήκευσης είναι το γλυκογόνο. Το κυτταρικό τοίχωμα αποτελείται από χιτίνη, όπως και στους μύκητες. Η κύρια μέθοδος αναπαραγωγής είναι η σεξουαλική.

Πίνακας: Συγκριτικά χαρακτηριστικά φυτικών και ζωικών κυττάρων

Δομή	φυτικό κύτταρο	ζωικό κύτταρο
Κυτταρικό τοίχωμα	Κυτταρίνη	Αποτελείται από τον γλυκοκάλυκα - ένα λεπτό στρώμα πρωτεϊνών, υδατανθράκων και λιπιδίων.
Βασική τοποθεσία	Βρίσκεται πιο κοντά στον τοίχο	Βρίσκεται στο κεντρικό τμήμα
Κέντρο κυττάρων	Αποκλειστικά στα κατώτερα φύκια	Παρόν
κενοτόπια	Περιέχει χυμό κυττάρων	Συσταλτικό και χωνευτικό.
Εφεδρική ουσία	Αμυλο	Γλυκογόνο
Πλασίδια	Τρεις τύποι: χλωροπλάστες, χρωμοπλάστες, λευκοπλάστες	Κανένας
Θρέψη	Αυτότροφος	Ετεροτροφικό

Σύγκριση προκαρυωτικών και ευκαρυωτικών

Τα δομικά χαρακτηριστικά των προκαρυωτικών και ευκαρυωτικών κυττάρων είναι σημαντικά, αλλά μία από τις κύριες διαφορές αφορά την αποθήκευση γενετικού υλικού και τη μέθοδο λήψης ενέργειας.

Οι προκαρυώτες και οι ευκαρυώτες φωτοσυνθέτουν διαφορετικά. Στους προκαρυώτες, αυτή η διαδικασία λαμβάνει χώρα σε αποφύσεις μεμβράνης (χρωματοφόρα), διατεταγμένα σε ξεχωριστές στοίβες. Τα βακτήρια δεν έχουν φωτοσύστημα φθορίου, επομένως δεν παράγουν οξυγόνο, σε αντίθεση με τα γαλαζοπράσινα φύκια, που το παράγουν κατά τη φωτόλυση. Οι πηγές υδρογόνου στους προκαρυώτες είναι το υδρόθειο, το Η2, διάφορες οργανικές ουσίες και το νερό. Οι κύριες χρωστικές είναι η βακτηριοχλωροφύλλη (στα βακτήρια), η χλωροφύλλη και οι φυκοβιλίνες (στα κυανοβακτήρια).

Από όλους τους ευκαρυώτες, μόνο τα φυτά είναι ικανά για φωτοσύνθεση.Έχουν ειδικούς σχηματισμούς - χλωροπλάστες, που περιέχουν μεμβράνες διατεταγμένες σε grana ή ελάσματα. Η παρουσία του φωτοσυστήματος II επιτρέπει την απελευθέρωση οξυγόνου στην ατμόσφαιρα κατά τη διαδικασία της φωτόλυσης του νερού. Η μόνη πηγή μορίων υδρογόνου είναι το νερό. Η κύρια χρωστική ουσία είναι η χλωροφύλλη και οι φυκοβιλίνες υπάρχουν μόνο στα κόκκινα φύκια.

Οι κύριες διαφορές και τα χαρακτηριστικά γνωρίσματα των προκαρυωτών και των ευκαρυωτών παρουσιάζονται στον παρακάτω πίνακα.

Πίνακας: Ομοιότητες και διαφορές μεταξύ προκαρυωτών και ευκαρυωτών

Σύγκριση	Προκαρυώτες	Ευκαρυωτες
Χρόνος εμφάνισης	Περισσότερα από 3,5 δισεκατομμύρια χρόνια	Περίπου 1,2 δισεκατομμύρια χρόνια
Μεγέθη κυττάρων	Έως 10 μικρά	Από 10 έως 100 μm
Κάψουλα	Τρώω. Εκτελεί προστατευτική λειτουργία. Συνδέεται με το κυτταρικό τοίχωμα	Απών
Μεμβράνη πλάσματος	Τρώω	Τρώω
Κυτταρικό τοίχωμα	Αποτελείται από πηκτίνη ή μουρεΐνη	Ναι, εκτός από ζώα
Χρωμοσώματα	Αντί αυτού υπάρχει κυκλικό DNA. Η μετάφραση και η μεταγραφή πραγματοποιούνται στο κυτταρόπλασμα.	Γραμμικά μόρια DNA. Η μετάφραση γίνεται στο κυτταρόπλασμα και η μεταγραφή στον πυρήνα.
Ριβοσώματα	Μικρό τύπου 70S. Βρίσκεται στο κυτταρόπλασμα.	Μεγάλου τύπου 80S, μπορεί να προσκολληθεί στο ενδοπλασματικό δίκτυο και να εντοπίζεται σε πλαστίδια και μιτοχόνδρια.
Οργανοειδές που περικλείεται από μεμβράνη	Κανένας. Υπάρχουν μεμβρανικές αποφύσεις - μεσοσώματα	Υπάρχουν: μιτοχόνδρια, σύμπλεγμα Golgi, κυτταρικό κέντρο, ER
Κυτόπλασμα	Τρώω	Τρώω
	Κανένας	Τρώω
κενοτόπια	Αέριο (αεροσώματα)	Τρώω
Χλωροπλάστες	Κανένας. Η φωτοσύνθεση λαμβάνει χώρα στις βακτηριοχλωροφύλλες	Παρουσιάζεται μόνο σε φυτά
Πλασμίδια	Τρώω	Κανένας
Πυρήνας	Απών	Τρώω
Μικρονημάτια και μικροσωληνίσκοι.	Κανένας	Τρώω
Μέθοδοι διαίρεσης	Στένωση, εκβλάστηση, σύζευξη	Μίτωση, μείωση
Αλληλεπίδραση ή επαφές	Κανένας	Πλασμοδεσμήματα, δεσμοσώματα ή διαφράγματα
Τύποι κυτταρικής διατροφής	Φωτοαυτοτροφικό, φωτοετερότροφο, χημειοαυτοτροφικό, χημειοετερότροφο	Φωτοτροφική (στα φυτά) ενδοκυττάρωση και φαγοκυττάρωση (σε άλλα)

Διαφορές μεταξύ προκαρυωτών και ευκαρυωτών

Ομοιότητες και διαφορές μεταξύ προκαρυωτικών και ευκαρυωτικών κυττάρων

συμπέρασμα

Η σύγκριση ενός προκαρυωτικού και ευκαρυωτικού οργανισμού είναι μια μάλλον εντατική διαδικασία που απαιτεί εξέταση πολλών αποχρώσεων. Έχουν πολλά κοινά μεταξύ τους όσον αφορά τη δομή, τις συνεχείς διαδικασίες και τις ιδιότητες όλων των ζωντανών όντων. Οι διαφορές έγκεινται στις λειτουργίες που εκτελούνται, στις μεθόδους διατροφής και στην εσωτερική οργάνωση. Όποιος ενδιαφέρεται για αυτό το θέμα μπορεί να χρησιμοποιήσει αυτές τις πληροφορίες.

1. Τα προκαρυωτικά δεν έχουν μεμβράνες που περιορίζουν τα οργανίδια του βακτηριακού κυττάρου (πυρήνας, μιτοχόνδρια, ριβοσώματα) από το κυτταρόπλασμα. Από τις μεμβράνες, υπάρχει μόνο μια κυτταροπλασματική μεμβράνη.

2. Ο προκαρυωτικός πυρήνας (νουκλεοειδές) έχει δομή ινιδίων, ο πυρηνικός φάκελος απουσιάζει.

3. Οι προκαρυώτες δεν έχουν μιτοχόνδρια, χλωροπλάστες και CG. EPS.

4. Τα οξειδοαναγωγικά θραύσματα εντοπίζονται σε μεσοσώματα (παράγωγα της κυτταροπλασματικής μεμβράνης)

5. Οι προκαρυώτες στερούνται μίτωσης και αναπαράγονται με δυαδική σχάση.

6. Οι προκαρυώτες έχουν απλοειδές γονιδίωμα.

7. Δεν υπάρχει κέντρο κυττάρων

8. Οι ενδοκυτταρικές κινήσεις του κυτταροπλάσματος και η κίνηση των αμοιβοειδών είναι άτυπες για τους προκαρυώτες.

Ειδικά χαρακτηριστικά του M/O

1. Μικρό μέγεθος, βάρος, όγκος και σχετική απλότητα δομής.

2. Εξαιρετικά υψηλά ποσοστά αναπαραγωγής

3. Μεγάλη ποικιλία τρόπων απόκτησης ενέργειας μέσω του μεταβολισμού, ένα ευρύ φάσμα μεταβολικών τελικών προϊόντων.

4. Η ικανότητα βιοαποικοδόμησης σχεδόν όλων των φυσικών και τεχνητών ουσιών.

5. Εξαιρετικά υψηλός βαθμός προσαρμογής ως αποτέλεσμα υψηλών ποσοστών μεταβλητότητας.

6. Μαζικός πληθυσμός και ευρεία κατανομή.

6. Δομή και λειτουργίες επιφανειακών σχηματισμών ενός βακτηριακού κυττάρου. Κάψουλα. Μέθοδοι ανίχνευσης.

Το βακτηριακό κύτταρο περιβάλλεται από μια εξωτερική μεμβράνη (Εικ. 3.2), η οποία αποτελείται από μια κάψουλα, μια μεμβράνη που μοιάζει με κάψουλα και ένα κυτταρικό τοίχωμα. Η ικανότητα του κυττάρου να αντιλαμβάνεται τις βαφές ανιλίνης (χρωστικές ιδιότητες) εξαρτάται από τη σύνθεσή τους. Ανάλογα με τη βαρύτητα, οι κάψουλες χωρίζονται σε μικρο- και μακροκάψουλες. Τα πρώτα ανιχνεύονται μόνο κατά την ηλεκτρονική μικροσκοπική εξέταση με τη μορφή μικροϊνιδίων βλεννοπολυσακχαριτών, τα οποία βρίσκονται πολύ κοντά στο κυτταρικό τοίχωμα. Οι μακροκάψουλες είναι ένα έντονο βλεννώδες στρώμα που καλύπτει το εξωτερικό του κυτταρικού τοιχώματος. Αποτελείται από πολυσακχαρίτες και σπάνια πολυπεπτίδια (για παράδειγμα, στα βακτήρια του άνθρακα). Κατά κανόνα, μια μακροκάψουλα σχηματίζεται από μερικούς τύπους παθογόνων βακτηρίων (κούτσουρο mococcus, κ.λπ.) κάτω από δυσμενείς περιβαλλοντικές συνθήκες, για παράδειγμα, στο σώμα ζώων ή ανθρώπων. Ωστόσο, σε ορισμένα είδη (Klebsiella pneumoniae) η μακροκάψουλα βρίσκεται συνεχώς.

Το κέλυφος που μοιάζει με κάψουλα είναι ένας σχηματισμός λιπιδίου-πολυσακχαρίτη που συνδέεται σχετικά χαλαρά με την κυτταρική επιφάνεια, με αποτέλεσμα, σε αντίθεση με την κάψουλα, να μπορεί να απελευθερωθεί στο περιβάλλον.

Η κάψουλα ή το κέλυφος που μοιάζει με κάψουλα μπορεί να επικαλυφθεί με εξωπολυσακχαρίτες, οι οποίοι σχηματίζονται από περιβαλλοντικούς υδατάνθρακες υπό τη δράση βακτηριακών ενζύμων. Ταυτόχρονα, οι γλυκάνες και οι λεβάνες εξασφαλίζουν την προσκόλληση των βακτηρίων σε διαφορετικές επιφάνειες, συχνά λείες.

Η κάψουλα έχει διάφορες λειτουργίες:

1. Προστατευτικό, προστατεύοντας το κύτταρο από δυσμενείς περιβαλλοντικές συνθήκες,

2. συγκολλητικό, που προάγει το «κόλλημα» στην επιφάνεια (δοχεία) του κυττάρου ξενιστή.

3. Συχνά παθογόνες και αντιγονικές ιδιότητες. Τα μη παθογόνα βακτήρια μπορούν επίσης να σχηματίσουν μια μακροκάψουλα, η οποία προφανώς εκτελεί μόνο προστατευτική λειτουργία.

7. Δομή και λειτουργίες του κυτταρικού τοιχώματος των gram-θετικών και gram-αρνητικών βακτηρίων. Μορφές βακτηρίων με ελαττώματα κυτταρικού τοιχώματος.

Κυτταρικό τοίχωμα (CS) -ένα βιοετεροπολυμερές σύνθετης χημικής σύστασης που καλύπτει ολόκληρη την επιφάνεια ενός προκαρυωτικού κυττάρου.

Η βάση του κυτταρικού τοιχώματος είναι η πεπτιδογλυκάνη, η οποία παρέχει ακαμψία και ελαστικότητα του CS. Η δομή της πεπτιδογλυκάνης είναι παράλληλες αλυσίδες πολυσακχαρίτη (γλυκάνη) που αποτελούνται από εναλλασσόμενες μονάδες [\"-ακετυλ1 ινιοζαμίνηΚαι Ν-ακετυλομουραμικό οξύΈνα τριπεπτίδιο είναι ομοιοπολικά συνδεδεμένο με κάθε υπόλειμμα Ν-ακετιμουραμικού οξέος

Διαφορές μεταξύ βακτηρίων Gram+ και Gram-.

Ομάδα	1"ramm -*-_^____________________	γραμμάριο -
Λεκέδες σε γραμμάρια	μωβ	ροζ
Πάχος μπάτσου	20-60 nm	10-20 nm
% περιεκτικότητα σε λιπίδια	1,6%	22,6%
Δομή πεπτιδογλυκάνης	Τα πεπτίδια πεπτιδογλυκάνης συνδέονται μέσω μιας πεπτιδυλικής γέφυρας 5 υπολειμμάτων γλυκίνης	Τα ακετυλομουραμικά οξέα κάθε αλυσίδας γλυκάνης συνδέονται μέσω δύο τετραπεπτιδίων του ίδιου τύπου
% περιεκτικότητα σε πεπτιδογλυκάνη	40-90% Πολυστρωματικό	5-10% Μονή στρώση
Παρουσία τειχοϊκών οξέων	Διαθέσιμος	Κανένας
Χαρακτηριστικά της απομόνωσης ενζύμων	Τα ένζυμα απελευθερώνονται ασυνεπώς στο περιβάλλον	Τα ένζυμα εκκρίνονται στον περιπλασματικό χώρο που βρίσκεται μεταξύ του CS και του CM
εκπροσώπους	Όλοι οι παθογόνοι κόκκοι, εκτός από τον γονόκοκκο και τον μηνιγγιτιδόκοκκο, τους βάκιλλους, την ικλοστρδία	Enterobacteriaceae, Vibrio, Treponema

Λειτουργίες του KS:

1. Δίνει στο κελί ένα συγκεκριμένο σχήμα.

2. Το προστατεύει από τις περιβαλλοντικές επιρροές

3. Μεταφέρει μια ποικιλία υποδοχέων στην επιφάνεια στους οποίους συνδέονται ορισμένοι φάγοι, κολισίνες και χημικές ενώσεις.

4. Μέσω του CS εισέρχονται θρεπτικά συστατικά στο κύτταρο και απελευθερώνονται μεταβολικά προϊόντα

5. Περιορίζει την υψηλή ενδοκυτταρική οσμωτική πίεση.

CS gram-bact. Αντιπροσωπεύεται από μια εξωτερική μεμβράνη τριών στρωμάτων (πεπτιδογλυκάνη + λιποπολυσακχαρίτης + λιποπρωτεΐνες). Ορισμένες πρωτεΐνες (νορίνες), διεισδύοντας στην εξωτερική μεμβράνη, σχηματίζουν πόρους από τους οποίους διέρχονται υδρόφιλες ουσίες με χαμηλό μοριακό βάρος.

Η πεπτιδογλυκάνη είναι ο στόχος της δράσης ορισμένων αντιβιοτικών (πενικιλλίνη) και ενζύμων (λυσοζύμη). Η πενικιλίνη διαταράσσει το σχηματισμό τετραπεπτιδικών δεσμών, η λυσοζύμη καταστρέφει τους γλυκοσιδικούς δεσμούς μεταξύ μουραμικού οξέος και ακετυλογλυκοζαμίνης.

Όταν η πενικιλίνη δρα σε μια αναπτυσσόμενη δεξαμενή. διαμορφώνεται πολιτισμός μορφές χωρίς κέλυφοςβακτήρια:

1 Οι πρωτοπλάστες στερούνται εντελώς CS.

2. Σφαιροπλάστες - μερικώς στερούνται CS

Τόσο οι πρωτοπλάστες όσο και οι σφαιροπλάστες υφίστανται πλασμόλυση σε ισοτονικό περιβάλλον, αλλά σε περιβάλλον σίτου εμφανίζουν ασθενή μεταβολική δραστηριότητα! χάνουν την ικανότητα αναπαραγωγής.

Οι μορφές 3.L - στερούνται πλήρως ή μερικώς CS, διατηρούν την ικανότητα αναπαραγωγής.

α) σταθερό - ικανό να επανέλθει στην αρχική του μορφή.

β) ασταθής - μη ικανός για αναστροφή

8. Κυτταροπασματικές δομές βακτηρίων, λειτουργίες, μέθοδοι ανίχνευσης. Τα οξέα μικρόβια. Μέθοδος χρωματισμού.

Μαστίγια. Τα μαστίγια βρίσκονται στην επιφάνεια ενός αριθμού βακτηριακών κυττάρων (Εικ. 3.5). Περιέχουν την πρωτεΐνη flagellin, η οποία στη δομή της ανήκει στις συσταλτικές πρωτεΐνες του τύπου Myosin. Τα μαστίγια συνδέονται με το βασικό σώμα, το οποίο αποτελείται από ένα σύστημα πολλών δίσκων ενσωματωμένων στην κυτταροπλασματική μεμβράνη και CS. Ο αριθμός και η θέση των μαστιγίων ποικίλλει μεταξύ των διαφορετικών βακτηρίων.

Τα μονότριχα έχουν μόνο ένα μαστίγιο σε έναν από τους πόλους των κυττάρων,

lophotrichy - μια δέσμη μαστιγίων,

αμφίτριχα - μαστίγια βρίσκονται και στους δύο πόλους του κυττάρου,

περιτριχώδης - Σε όλη την επιφάνειά του.

Τα μαστίγια έχουν αντιγονικές ιδιότητες.

Ήπιε- λεπτά κοίλα νημάτια πρωτεϊνικής φύσης, μήκους 0,3-10 microns, πάχους 10 nm, που καλύπτουν την επιφάνεια των βακτηριακών κυττάρων. Σε αντίθεση με τα μαστίγια, δεν εκτελούν κινητική λειτουργία. Ανάλογα με τον λειτουργικό τους σκοπό χωρίζονται σε διάφορους τύπους.

Ήπιε 1 γενικού τύπουπροκαλούν την προσκόλληση ή την προσκόλληση βακτηρίων σε ορισμένα κύτταρα του σώματος του ξενιστή. Ο αριθμός τους είναι μεγάλος - από αρκετές εκατοντάδες έως αρκετές χιλιάδες ανά βακτηριακό κύτταρο. Η πρόσφυση είναι το αρχικό στάδιο οποιασδήποτε μολυσματικής διαδικασίας.

Ήπιε 2 είδη(συνώνυμο: συζευκτικό, ή σεξουαλικό, έπινε - sex pili)συμμετέχουν στη σύζευξη βακτηρίων, η οποία εξασφαλίζει τη μεταφορά μέρους του γενετικού υλικού από το κύτταρο δότη στο κύτταρο λήπτη. Διατίθενται μόνο σε βακτήρια δότη σε περιορισμένες ποσότητες (1-4 ανά κύτταρο).

Κυτοπλασματική μεμβράνη (CM)είναι ένα ζωτικό δομικό συστατικό του βακτηριακού κυττάρου. Περιορίζει τον πρωτοπλάστη, που βρίσκεται ακριβώς κάτω από το κυτταρικό τοίχωμα. Χημικά, η CM είναι μια λιποπρωτεΐνη που αποτελείται από 15-30% λιπίδια και 50-70% πρωτεΐνες. Επιπλέον, περιέχει περίπου 2-5% υδατάνθρακες και μικρή ποσότητα RNA. Τα λιπίδια της μεμβράνης αποτελούνται κυρίως από ουδέτερα λιπίδια και φωσφολιπίδια. Ορισμένα βακτήρια περιέχουν γλυκολιπίδια και τα μυκόπλασμα περιέχουν στερόλες.

Η λιπιδική σύνθεση των μεμβρανών ποικίλλει ποιοτικά και ποσοτικά. Για τον ίδιο τύπο βακτηρίων, ποικίλλει ανάλογα με τις συνθήκες καλλιέργειάς του σε θρεπτικό μέσο και την ηλικία της καλλιέργειας. Οι διαφορετικοί τύποι βακτηρίων διαφέρουν μεταξύ τους ως προς τη λιπιδική σύνθεση των μεμβρανών τους.

Οι μεμβρανικές πρωτεΐνες χωρίζονται σε δομικές και λειτουργικές. Τα τελευταία περιλαμβάνουν ένζυμα που εμπλέκονται στη βιοσύνθεση διαφόρων συστατικών του CM, που εμφανίζεται στην επιφάνεια του CM, καθώς και ένζυμα οξειδοαναγωγής, περμεάσες κ.λπ.

Το CM είναι μια πολύπλοκα οργανωμένη δομή που αποτελείται από τρία στρώματα, τα οποία αποκαλύπτονται με ηλεκτρονικό μικροσκόπιο. Το φωσφολιπιδικό διπλό στρώμα είναι διαποτισμένο με γλοβουλίνες, οι οποίες εξασφαλίζουν τη μεταφορά ουσιών στο βακτηριακό κύτταρο.

Τα CM εκτελούν ζωτικές λειτουργίες,η παραβίαση των οποίων οδηγεί στο θάνατο του βακτηριακού κυττάρου. Αυτά περιλαμβάνουν, πρώτα απ 'όλα, τη ρύθμιση της εισόδου μεταβολιτών και ιόντων στο κύτταρο, τη συμμετοχή

στον μεταβολισμό, την αντιγραφή του DNA και σε έναν αριθμό βακτηρίων στη σπορίωση κ.λπ.

Μεσώματαείναι παράγωγα του CM. Έχουν διαφορετική δομή σε διαφορετικά βακτήρια, που βρίσκονται σε διαφορετικά σημεία του κυττάρου είτε με τη μορφή ομόκεντρων μεμβρανών, είτε κυστιδίων, σωλήνων, είτε με τη μορφή βρόχου, χαρακτηριστικό κυρίως των gram-αρνητικών βακτηρίων. Τα μεσοσωμάτια συνδέονται με το νουκλεοειδές. Συμμετέχουν στην κυτταρική διαίρεση και σπορίωση.

Το κυτταρόπλασμα στους προκαρυώτες, καθώς και στους ευκαρυώτες, είναι ένα σύνθετο κολλοειδές σύστημα που αποτελείται από νερό (περίπου 75%), ορυκτές ενώσεις, πρωτεΐνες, RNA και DNA, τα οποία αποτελούν μέρος των νουκλεοειδών οργανιδίων, ριβοσωμάτων, μεσοσωμάτων και εγκλεισμάτων.

Νουκλεοειδέςισοδυναμεί με τον πυρήνα των ευκαρυωτών, αν και διαφέρει από αυτόν στη δομή και τη χημική του σύσταση. Δεν έχει πυρηνική μεμβράνη, δεν περιέχει χρωμοσώματα και δεν διαιρείται με μίτωση. Το νουκλεοειδές δεν περιέχει τις κύριες πρωτεΐνες - ιστόνες. Οι μόνες εξαιρέσεις είναι ορισμένα βακτήρια. Περιέχει ένα δίκλωνο μόριο DNA, καθώς και μικρές ποσότητες RNA και πρωτεϊνών. Ένα μόριο DNA με μοριακό βάρος (2-3) x 10 9 είναι μια δομή κλειστού δακτυλίου στην οποία κωδικοποιούνται όλες οι κληρονομικές πληροφορίες του κυττάρου, δηλ. κυτταρικό γονιδίωμα. Κατ' αναλογία με τα ευκαρυωτικά χρωμοσώματα, το βακτηριακό DNA αναφέρεται συχνά ως χρωμόσωμα. Θα πρέπει να θυμόμαστε ότι αναπαρίσταται στο κύτταρο στον ενικό, καθώς τα βακτήρια είναι απλοειδή. Ωστόσο, πριν από την κυτταρική διαίρεση ο αριθμός των νουκλεοειδών διπλασιάζεται και κατά τη διαίρεση αυξάνεται σε 4 ή περισσότερο.

Μαζί με το νουκλεοειδές, το κυτταρόπλασμα μπορεί να περιέχει αυτόνομα κυκλικά δίκλωνα μόρια DNA με μικρότερο μοριακό βάρος, τα οποία ονομάζονται πλασμίδια. Κωδικοποιούν επίσης κληρονομικές πληροφορίες. Ωστόσο, δεν είναι ζωτικής σημασίας για το βακτηριακό κύτταρο.

ΡιβοσώματαΣτα βακτήρια είναι σωματίδια ριβονουκλεοπρωτεΐνης μεγέθους 20 nm, που αποτελούνται από δύο υπομονάδες 30S και 50S. Πριν ξεκινήσει η πρωτεϊνοσύνθεση, αυτές οι υπομονάδες συνδυάζονται σε μία - 70S. Σε αντίθεση με τα ευκαρυωτικά κύτταρα, τα βακτηριακά ριβοσώματα δεν ενώνονται στο ενδοπλασματικό δίκτυο. Τα βακτηριακά ριβοσώματα, τα οποία είναι συστήματα πρωτεϊνοσύνθεσης κυττάρων, μπορούν να γίνουν «στόχος» για τη δράση πολλών αντιβιοτικών.

εγκλείσματαείναι μεταβολικά προϊόντα προ- και ευκα-ριωτικών μικροοργανισμών, που βρίσκονται στο κυτταρόπλασμά τους και χρησιμοποιούνται ως εφεδρικά θρεπτικά συστατικά. Αυτά περιλαμβάνουν εγκλείσματα γλυκογόνου, αμύλου, θείου, πολυφωσφορικού (βολουτίνη) κ.λπ. Σε ορισμένα βακτήρια, όπως ο βάκιλος της διφθερίτιδας, τα εγκλείσματα βολουτίνης έχουν διαφορική διαγνωστική αξία. Έχουν την ικανότητα μεταχρωμασίας (χρωματισμένα σε διαφορετικό χρώμα από το χρώμα της βαφής).

Το πιο σημαντικό, θεμελιώδες χαρακτηριστικό των ευκαρυωτικών κυττάρων σχετίζεται με τη θέση της γενετικής συσκευής στο κύτταρο. Ο γενετικός μηχανισμός όλων των ευκαρυωτών βρίσκεται στον πυρήνα και προστατεύεται από το πυρηνικό περίβλημα (στα ελληνικά, «ευκαρυώτης» σημαίνει ότι έχει πυρήνα). Το DNA των ευκαρυωτών είναι γραμμικό (στα προκαρυωτικά, το DNA είναι κυκλικό και βρίσκεται σε μια ειδική περιοχή του κυττάρου - το νουκλεοειδές, το οποίο δεν διαχωρίζεται από μια μεμβράνη από το υπόλοιπο κυτταρόπλασμα). Συνδέεται με πρωτεΐνες ιστόνης και άλλες χρωμοσωμικές πρωτεΐνες που δεν έχουν τα βακτήρια.

Στον κύκλο ζωής των ευκαρυωτών, υπάρχουν συνήθως δύο πυρηνικές φάσεις (απλοφάση και διπλόφαση). Η πρώτη φάση χαρακτηρίζεται από ένα απλοειδές (μονό) σύνολο χρωμοσωμάτων, και στη συνέχεια, συγχωνευόμενα, δύο απλοειδή κύτταρα (ή δύο πυρήνες) σχηματίζουν ένα διπλοειδές κύτταρο (πυρήνα) που περιέχει ένα διπλό (διπλοειδές) σύνολο χρωμοσωμάτων. Μερικές φορές κατά την επόμενη διαίρεση, και πιο συχνά μετά από αρκετές διαιρέσεις, το κύτταρο γίνεται ξανά απλοειδές. Ένας τέτοιος κύκλος ζωής και, γενικά, η διπλότητα δεν είναι τυπικά για τους προκαρυώτες.

Η τρίτη, ίσως η πιο ενδιαφέρουσα διαφορά, είναι η παρουσία στα ευκαρυωτικά κύτταρα ειδικών οργανιδίων που έχουν τη δική τους γενετική συσκευή, αναπαράγονται με διαίρεση και περιβάλλονται από μια μεμβράνη. Αυτά τα οργανίδια είναι τα μιτοχόνδρια και τα πλαστίδια. Στη δομή και τη ζωή τους μοιάζουν εντυπωσιακά με τα βακτήρια. Αυτή η περίσταση ώθησε τους σύγχρονους επιστήμονες να πιστέψουν ότι τέτοιοι οργανισμοί είναι απόγονοι βακτηρίων που συνήψαν συμβιωτική σχέση με τους ευκαρυώτες. Οι προκαρυώτες χαρακτηρίζονται από μικρό αριθμό οργανιδίων και κανένα από αυτά δεν περιβάλλεται από διπλή μεμβράνη. Τα προκαρυωτικά κύτταρα δεν έχουν ενδοπλασματικό δίκτυο, συσκευή Golgi ή λυσοσώματα.

Μια άλλη σημαντική διαφορά μεταξύ προκαρυωτικών και ευκαρυωτικών είναι η παρουσία ενδοκύττωσης σε ευκαρυώτες, συμπεριλαμβανομένης της φαγοκυττάρωσης σε πολλές ομάδες. Η φαγοκυττάρωση (κυριολεκτικά «τρώγοντας από ένα κύτταρο») είναι η ικανότητα των ευκαρυωτικών κυττάρων να συλλαμβάνουν, να εγκλωβίζουν σε ένα κυστίδιο μεμβράνης και να αφομοιώνουν μια μεγάλη ποικιλία στερεών σωματιδίων. Αυτή η διαδικασία παρέχει μια σημαντική προστατευτική λειτουργία στο σώμα. Ανακαλύφθηκε για πρώτη φορά από τον I.I. Mechnikov από αστερίες. Η εμφάνιση φαγοκυττάρωσης στους ευκαρυώτες πιθανότατα σχετίζεται με το μέσο μέγεθος (περισσότερα σχετικά με τις διαφορές μεγέθους γράφονται παρακάτω). Τα μεγέθη των προκαρυωτικών κυττάρων είναι δυσανάλογα μικρότερα, και ως εκ τούτου, στη διαδικασία της εξελικτικής ανάπτυξης των ευκαρυωτών, είχαν το πρόβλημα να τροφοδοτήσουν τον οργανισμό με μεγάλη ποσότητα τροφής. Ως αποτέλεσμα, τα πρώτα πραγματικά, κινητά αρπακτικά εμφανίζονται μεταξύ των ευκαρυωτών.

Τα περισσότερα βακτήρια έχουν κυτταρικό τοίχωμα διαφορετικό από το ευκαρυωτικό (δεν το έχουν όλοι οι ευκαρυώτες). Στους προκαρυώτες, είναι μια ανθεκτική δομή που αποτελείται κυρίως από μουρεΐνη (στα αρχαία, ψευδομουρεΐνη). Η δομή της μουρεΐνης είναι τέτοια που κάθε κύτταρο περιβάλλεται από έναν ειδικό δικτυωτό σάκο, ο οποίος είναι ένα τεράστιο μόριο. Μεταξύ των ευκαρυωτών, πολλοί πρωτίστες, μύκητες και φυτά έχουν κυτταρικό τοίχωμα. Στους μύκητες αποτελείται από χιτίνη και γλυκάνες, στα κατώτερα φυτά αποτελείται από κυτταρίνη και γλυκοπρωτεΐνες, τα διάτομα συνθέτουν ένα κυτταρικό τοίχωμα από πυριτικά οξέα, στα ανώτερα φυτά αποτελείται από κυτταρίνη, ημικυτταρίνη και πηκτίνη. Προφανώς, για μεγαλύτερα ευκαρυωτικά κύτταρα έχει καταστεί αδύνατο να δημιουργηθεί ένα κυτταρικό τοίχωμα υψηλής αντοχής από ένα μόνο μόριο. Αυτή η περίσταση θα μπορούσε να αναγκάσει τους ευκαρυώτες να χρησιμοποιήσουν διαφορετικό υλικό για το κυτταρικό τοίχωμα. Μια άλλη εξήγηση είναι ότι ο κοινός πρόγονος των ευκαρυωτών έχασε το κυτταρικό του τοίχωμα λόγω της μετάβασης στη θήρευση και στη συνέχεια χάθηκαν και τα γονίδια που ευθύνονται για τη σύνθεση της μουρεΐνης. Όταν ορισμένοι ευκαρυώτες επέστρεψαν στην οσμοτροφική διατροφή, το κυτταρικό τοίχωμα εμφανίστηκε ξανά, αλλά σε διαφορετική βιοχημική βάση.

Ο μεταβολισμός των βακτηρίων είναι επίσης ποικίλος. Γενικά, υπάρχουν τέσσερις τύποι διατροφής και όλοι βρίσκονται μεταξύ των βακτηρίων. Αυτά είναι φωτοαυτοτροφικά, φωτοετερότροφα, χημειοαυτοτροφικά, χημειοετερότροφα (φωτοτροφικά χρησιμοποιούν την ενέργεια του ηλιακού φωτός, χημειοτροφική χρήση χημικής ενέργειας).

Οι προκαρυωτικοί οργανισμοί περιλαμβάνουν βακτήρια - κυρίως βακτήρια με την παραδοσιακή έννοια του όρου, στη συνέχεια γαλαζοπράσινα φύκια (κυανοβακτήρια) και οργανισμούς που μοιάζουν με πράσινα φύκια (χλωροξυβακτήρια) που ανακαλύφθηκαν πρόσφατα, καθώς και ορισμένους πολυκύτταρους οργανισμούς όπως ακτινοβακτήρια (ακτινομύκητες) και φρούτα- σχηματίζοντας σώματα μυξοβακτηρίων.

Όλα αυτά είναι μικρόβια. Το όνομα «προκαρυώτες» προέρχεται από τις ελληνικές λέξεις pro (πριν) και karyon (σπόρος, πυρήνας). Τα προκαρυωτικά κύτταρα είναι γενικά μικρότερα από τα ευκαρυωτικά κύτταρα. Μια προκαρυωτική δομή που φέρει γονίδια, που μερικές φορές ονομάζεται εσφαλμένα βακτηριακό χρωμόσωμα, θα πρέπει να κληθεί γενοφόρος. Είναι ένας κυκλικός κλώνος DNA που δεν βρίσκεται στον πυρήνα που περιβάλλεται από μια μεμβράνη. σε ένα ηλεκτρονικό μικροσκόπιο, το γονιδοφόρο μοιάζει με μια σχετικά διαφανή περιοχή, η οποία ονομάζεται νουκλεοειδές. Σε ένα ευκαρυωτικό κύτταρο, οι φορείς γονιδίων είναι χρωμοσώματα που βρίσκονται στον πυρήνα, οριοθετημένα από μια μεμβράνη. Σε εξαιρετικά λεπτά, διαφανή παρασκευάσματα, τα ζωντανά χρωμοσώματα μπορούν να φανούν χρησιμοποιώντας ένα μικροσκόπιο φωτός. πιο συχνά μελετώνται σε σταθερά και χρωματισμένα κύτταρα (σε αντίθεση με το γονιδοφόρο των προκαρυωτικών, τα χρωμοσώματα χρωματίζονται κόκκινα με αντιδραστήριο Feulgen). Τα χρωμοσώματα κατασκευάζονται από DNA, το οποίο είναι σύμπλοκο με πέντε πρωτεΐνες ιστόνης, πλούσιες σε αργινίνη και λυσίνη και αποτελούν σημαντικό μέρος της μάζας των χρωμοσωμάτων στους περισσότερους ευκαρυώτες (περισσότεροι από τους μισούς). Οι ιστόνες δίνουν στα χρωμοσώματα μια σειρά από χαρακτηριστικές ιδιότητες - ελαστικότητα, συμπαγές δίπλωμα και χρωματισμό. Ωστόσο, δεν εμπλέκονται στην ικανότητα των χρωμοσωμάτων να κινούνται, για την οποία ευθύνεται η μιτωτική άτρακτος ή παρόμοια συστήματα μικροσωληνίσκων.

Όλοι οι ευρέως γνωστοί οργανισμοί - φύκια, πρωτόζωα, μούχλα, ανώτεροι μύκητες, ζώα και φυτά - αποτελούνται από ευκαρυωτικά κύτταρα. Τα κύτταρα αυτών των οργανισμών (με την εξαίρεση ορισμένων πρωτοκτιστών) διαιρούνται με μίτωση - τη λεγόμενη έμμεση διαίρεση, στην οποία τα χρωμοσώματα «χωρίζονται» κατά μήκος και διασκορπίζονται σε δύο ομάδες σε αντίθετους πόλους του κυττάρου. Η λέξη μίτωση σε αυτό το βιβλίο θα χρησιμοποιηθεί με την κλασική έννοια - μόνο όταν μιλάμε για χρωμοσώματα και τη μιτωτική συσκευή. αυτή η έννοια δεν περιλαμβάνει την ακριβή άμεση κατανομή των γονιδίων που συνθέτουν την ομάδα σύνδεσης (γενοφόρα) στα βακτήρια. Τα προκαρυωτικά κύτταρα μπορούν να διαιρεθούν με συστολή σε ίσα μέρη ή με εκβλάστηση σε άνισα μέρη, αλλά ποτέ δεν διαιρούνται με μίτωση.

Οι προκαρυώτες αναπαράγονται συνήθως ασεξουαλικά. Σε πολλά από αυτά, η σεξουαλική διαδικασία είναι εντελώς άγνωστη και οι απόγονοι έχουν μόνο έναν γονέα (σε αυτό το βιβλίο, η σεξουαλική αναπαραγωγή ορίζεται ως οποιαδήποτε διαδικασία στην οποία κάθε απόγονος έχει περισσότερους από έναν γονείς - συνήθως δύο). Σε προκαρυώτες που είναι ικανοί για σεξουαλική αναπαραγωγή, τα αναπαραγωγικά συστήματα είναι μονοκατευθυντικά με την έννοια ότι τα κύτταρα δότες («αρσενικά») μεταβιβάζουν τα γονίδιά τους στα κύτταρα λήπτες («θηλυκά»). Ο αριθμός των γονιδίων που μεταφέρονται ποικίλλει από τη μια σύζευξη στην άλλη: τα γονίδια σχηματίζουν ένα μακρύ μόριο DNA και συνήθως μόνο ένα μικρό μέρος του γονιδιώματος μεταφέρεται (αλλά μερικές φορές σχεδόν ολόκληρο το γονιδίωμα). Κατά τη σύζευξη των βακτηρίων, η σύντηξη του κυτταροπλάσματος των κυττάρων δεν συμβαίνει, όπως συμβαίνει σε όλα τα ζώα, στους μύκητες (κατά τη σύντηξη των υφών) και σε πολλά φυτά και πρωτόκτιστες. Ο νέος προκαρυωτικός οργανισμός, που ονομάζεται ανασυνδυασμένος, αποτελείται από το ίδιο το κύτταρο δέκτη, στο οποίο ορισμένα γονίδια έχουν αντικατασταθεί με γονίδια από τον δότη. Έτσι, στους προκαρυώτες, οι γονείς σχεδόν ποτέ δεν συνεισφέρουν εξίσου. Από την άλλη πλευρά, σε ένα σεξουαλικά παραγόμενο ευκαρυωτικό κύτταρο (ζυγώτη), οι γονικές συνεισφορές είναι ίσες ή σχεδόν ίσες: το νέο ευκαρυωτικό άτομο τυπικά λαμβάνει τα μισά γονίδιά του και κάποιο νουκλεόπλασμα και κυτταρόπλασμα από κάθε γονέα.

Τα χρωμοσώματα αποτελούνται από DNA και πρωτεΐνες, αλλά τα παρασκευάσματα απομονωμένων χρωμοσωμάτων συχνά περιέχουν επίσης σημαντική πρόσμιξη RNA από άλλες περιοχές του πυρήνα. Αυτό το RNA, πιθανώς και αγγελιοφόρο και ριβοσωμικό, προσκολλάται εύκολα σε απομονωμένα χρωμοσώματα. Ο ευκαρυωτικός πυρήνας περιέχει επίσης πυρήνες, που αποτελούνται από τους πρόδρομους κυτταροπλασματικών ριβοσωμάτων - αλυσίδες RNA διαφορετικού μήκους και μεγάλο αριθμό πρωτεϊνών. Άλλα οργανίδια μοναδικά για τα ευκαρυωτικά κύτταρα είναι τα μιτοχόνδρια, τα πλαστίδια, τα κεντρόλια και τα κινετοσώματα με τα ουδολιπόδια τους. Με εξαίρεση τους μικροσωληνίσκους, που βρίσκονται τόσο μέσα όσο και έξω από τον πυρήνα, όλα αυτά τα οργανίδια βρίσκονται έξω από την πυρηνική μεμβράνη.

Όλα τα κινητικά οργανίδια ενός ευκαρυωτικού κυττάρου έχουν πάχος περίπου 0,25 μm. Από αυτά, τα μακρύτερα (από 10 έως 15 μm) και που υπάρχουν σε μικρούς αριθμούς σε κάθε κύτταρο ονομάζονται παραδοσιακά μαστίγια και τα μικρότερα και πιο πολυάριθμα ονομάζονται βλεφαρίδες. Η ηλεκτρονική μικροσκοπία αποκάλυψε μια εντυπωσιακή δομική ομοιότητα όλων των ευκαρυωτικών βλεφαρίδων και μαστιγίων: σε μια διατομή, σε όλες τις περιπτώσεις μπορεί κανείς να δει την ίδια διάταξη πρωτεϊνικών μικροσωληνίσκων (9 + 2), καθένας από τους οποίους έχει διάμετρο περίπου 0,024 μm. Αυτά τα οργανίδια είναι πολύ πιο πολύπλοκα από τα βακτηριακά μαστίγια και έχουν εντελώς διαφορετική δομή και σύνθεση πρωτεΐνης. Ήρθε η ώρα τα ονόματά τους να αντικατοπτρίζουν νέες πληροφορίες. ως εκ τούτου, στο βιβλίο μας για βλεφαρίδες, μαστίγια και σχετικά οργανίδια ευκαρυωτών (για παράδειγμα, για το αξονικό νήμα στην ουρά του σπέρματος, για τις δομικές μονάδες του κίρρου σε βλεφαρίδες και άλλες δομές του τύπου 9 + 2 και τα παράγωγά τους , που αναπτύσσεται από κινετοσώματα, τα οποία τα ίδια έχουν δομή διατομής 9 + 0) χρησιμοποιείται ο όρος undulipodium. Το όνομα μαστίγιο προορίζεται για λεπτά βακτηριακά μαστίγια και δομές ομόλογες με αυτά, όπως τα αξονικά ινίδια των σπειροχαιτών. Τα μαστίγια είναι συνήθως πολύ μικρά για να φαίνονται με ένα συμβατικό μικροσκόπιο φωτός. Αυτή η λιγότερο διφορούμενη ορολογία βασίζεται στις εκτιμήσεις του T. Yang και των συναδέλφων του.

Κοινώς γνωστοί προκαρυώτες και ευκαρυώτες

	Προκαρυώτες	Ευκαρυωτες
Μονοκύτταρα ετερότροφα	Αληθινά βακτήρια: βακτήρια υδρόθειο, E. coli, ψευδομονάδα, μερικά βακτήρια σιδήρου, βάκιλλοι, βακτήρια που σχηματίζουν μεθάνιο, βακτήρια που δεσμεύουν το άζωτο, σπειροχαίτες, μυκοπλάσματα, ρικέτσια, χλαμύδια, βακτηρίδια	Πρωτιστές: αμοιβάδες, ραδιολάρυγγες, τρηματοφόρα, βλεφαρίδες, σπορόζωα, μερικά δινομαστιγώματα. Λίγη μαγιά
Αυτότροφοι	Μπλε-πράσινα και πράσινα προκαρυωτικά φύκια (δηλαδή κυανοβακτήρια και χλωροξυβακτήρια), άλλα φωτοσυνθετικά βακτήρια, χημειοαυτοτροφικά βακτήρια	Φύκια: κόκκινα, καφέ, χαρόφυτα, διάτομα. μερικά δινομαστιγώματα, Chlorella, Cyanidium. Φυτά: βρύα, συκώτι, φτέρες, κυκάδια, κωνοφόρα, ανθοφόρα φυτά
Μυκηλιακοί και πολυκύτταροι οργανισμοί	Ακτινοβακτήρια (ακτινομύκητες), μερικά βακτήρια που ολισθαίνουν και εκκολαπτόμενα	Υδρόβια καλούπια, χυτρίδια, μανιτάρια καπάκι, φουσκωτά, ασκομύκητες, καλούπια λάσπης. Φυτά. Ζώα: σφουγγάρια, κενοφόρα, συνεντερικά, βραχιόποδα, βρυόζωα, ανελοειδή, γαστερόποδα, αρθρόποδα, εχινόδερμα, χιτωνοφόρα, ψάρια, θηλαστικά

Διαφορές μεταξύ προκαρυωτών και ευκαρυωτών

Σημάδια	Προκαρυώτες	Ευκαρυωτες
Μεγέθη κυττάρων	Τα κύτταρα είναι ως επί το πλείστον μικρά (1-10 μm). μερικά είναι περισσότερα από 50 μικρά	Τα κύτταρα είναι κυρίως μεγάλα (10-100 μm). μερικά είναι περισσότερα από 1 mm
Γενικά χαρακτηριστικά	Αποκλειστικά μικροοργανισμοί. Μονοκύτταρα ή αποικιακά. Μορφολογικά, οι πιο περίπλοκες είναι οι νηματώδεις ή μυκηλιακές μορφές με «καρποφόρα σώματα». Νουκλεοειδές χωρίς περιοριστική μεμβράνη	Μερικοί είναι μικροοργανισμοί. οι περισσότεροι είναι μεγάλοι οργανισμοί. Μονοκύτταρα, αποικιακά, μυκηλιακά ή πολυκύτταρα. Μορφολογικά, τα πιο πολύπλοκα ζώα είναι τα σπονδυλωτά και τα αγγειόσπερμα. Όλα έχουν πυρήνα με περιοριστική μεμβράνη
Κυτταρική διαίρεση	Μη μιτωτικό, άμεσο, τις περισσότερες φορές με χωρισμό στα δύο ή εκβλάστηση. Το γονιδοφόρο περιέχει DNA αλλά όχι πρωτεΐνη. δεν δίνει την αντίδραση Feulgen. Χωρίς κεντρόλια, μιτωτική άτρακτο ή μικροσωληνίσκους	Διάφορες μορφές μίτωσης. Υπάρχουν συνήθως πολλά χρωμοσώματα που περιέχουν DNA, RNA και πρωτεΐνες και δίνουν ένα έντονο κόκκινο χρώμα Feulgen. Πολλές μορφές έχουν και κεντρόλια. μιτωτική άτρακτος ή διατεταγμένοι μικροσωληνίσκοι
Συστήματα δαπέδου	Οι περισσότερες μορφές απουσιάζουν. εάν είναι διαθέσιμο, τότε πραγματοποιήστε μονοκατευθυντική μεταφορά γενετικού υλικού από τον δότη στον λήπτη	Οι περισσότερες μορφές έχουν? ισότιμη συμμετοχή και των δύο γονέων στη γονιμοποίηση
Ανάπτυξη	Δεν υπάρχει πολυκυτταρική ανάπτυξη που ξεκινά από διπλοειδή ζυγώτες. δεν υπάρχει έντονη διαφοροποίηση των ιστών. Μόνο απλές ή αποικιακές μορφές. Δεν υπάρχουν πολύπλοκες διακυτταρικές συνδέσεις. Η μεταμόρφωση είναι σπάνια	Οι απλοειδείς μορφές σχηματίζονται ως αποτέλεσμα της μείωσης, οι διπλοειδείς μορφές αναπτύσσονται από ζυγώτες. στους πολυκύτταρους οργανισμούς υπάρχει μεγάλη διαφοροποίηση των ιστών. Πλασμοδέσματα, δεσμοσώματα και άλλες πολύπλοκες διακυτταρικές συνδέσεις. Η μεταμόρφωση είναι συχνή
Αντοχή στο οξυγόνο	Αυστηρά ή προαιρετικά αναερόβια, μικροαερόφιλα ή αερόβια	Κυρίως αερόβια. Εξαιρέσεις είναι σαφώς δευτερεύουσες τροποποιήσεις
Μεταβολισμός	Διαφορετικά μεταβολικά πρότυπα. χωρίς εξειδικευμένα, δεσμευμένα στη μεμβράνη οργανίδια με ένζυμα σχεδιασμένα να οξειδώνουν οργανικά μόρια (χωρίς μιτοχόνδρια)	Όλα τα βασίλεια έχουν το ίδιο σχήμα οξειδωτικού μεταβολισμού: υπάρχουν μεμβρανικά οργανίδια (μιτοχόνδρια) με ένζυμα για την οξείδωση των τρικαρβοξυλικών οργανικών οξέων
Φωτοσύνθεση (εάν υπάρχει). λιπίδια κ.λπ.	Τα φωτοσυνθετικά ένζυμα συνδέονται με τις κυτταρικές μεμβράνες (χρωματοφόρα) αντί να συσκευάζονται ως ξεχωριστά οργανίδια. Υπάρχει αναερόβια και αερόβια φωτοσύνθεση με απελευθέρωση θείου, θειικού ή οξυγόνου. Οι δότες υδρογόνου μπορεί να είναι H2, H2O, H2S ή (H2CO)n. Λιπίδια: εμβόλια και ελαϊκά οξέα, οπάνες. Τα στεροειδή είναι εξαιρετικά σπάνια. Σχηματίστε αμινογλυκοσιδικά αντιβιοτικά	Τα φωτοσυνθετικά ένζυμα βρίσκονται σε πλαστίδια που οριοθετούνται από μεμβράνες. Κυρίως φωτοσύνθεση με απελευθέρωση οξυγόνου. ο δότης υδρογόνου είναι πάντα H 2 O. Λιπίδια: λινολεϊκό και λινολενικό οξύ, στεροειδή (εργοστερόλη, κυκλοαρτενόλη, χοληστερόλη) είναι κοινά. Συχνά (ειδικά στα φυτά) είναι τα αλκαλοειδή, τα φλαβονοειδή, οι ακετογενίνες και άλλοι δευτερογενείς μεταβολίτες
Συσκευές κινητήρα	Μερικά έχουν απλά βακτηριακά μαστίγια που αποτελούνται από μαστιγίνη. άλλοι κινούνται ολισθαίνοντας. Η ενδοκυτταρική κίνηση είναι σπάνια ή απουσιάζει. όχι φαγοκυττάρωση, πινοκύττωση και κύκλωση	Τα περισσότερα έχουν undulipodia: "μαστίγια" ή βλεφαρίδες του τύπου 9 + 2. Οι δομές 9 + 0 ή 6 + 0 είναι εξελικτικές τροποποιήσεις του προτύπου 9 + 2. Τα ψευδοπόδια που περιέχουν μια πρωτεΐνη που μοιάζει με ακτίνη είναι κοινά. Χαρακτηρίζεται από ενδοκυτταρική κίνηση (πινοκύττωση, φαγοκυττάρωση, κύκλωση), που πραγματοποιείται με τη βοήθεια εξειδικευμένων πρωτεϊνών - ακτίνη, μυοσίνη, τουμπουλίνη
Κυτταρικό τοίχωμα	Τα γλυκοπεπτίδια είναι παράγωγα διαμινοπιμελικών και μουραμικών οξέων. Οι γλυκοπρωτεΐνες είναι σπάνιες ή απουσιάζουν. δεν απαιτείται ασκορβικό οξύ	Χιτίνη ή κυτταρίνη; Οι γλυκοπρωτεΐνες με υδροξυλιωμένα αμινοξέα είναι κοινές. απαιτείται ασκορβικό οξύ
	Ανθεκτικό στο στέγνωμα. Τα ανθεκτικά στη θερμότητα ενδοσπόρια περιέχουν διπικολινικό ασβέστιο. ακτινοσπόρια	Πολύπλοκο, ποικίλλει ανάλογα με τον τύπο. χωρίς διπικολινικό ασβέστιο. σε διαφωνίες σποροπολενίνη? χωρίς ενδοσπόρια

Το πιο προφανές Η διαφορά μεταξύ των προκαρυωτών και των ευκαρυωτών είναι ότι οι τελευταίοι έχουν πυρήνα, το οποίο αντικατοπτρίζεται στα ονόματα αυτών των ομάδων: το "karyo" μεταφράζεται από τα αρχαία ελληνικά ως πυρήνας, "pro" - πριν, "eu" - καλό. Ως εκ τούτου, οι προκαρυώτες είναι προπυρηνικοί οργανισμοί, οι ευκαρυώτες είναι πυρηνικοί.

Ωστόσο, αυτή απέχει πολύ από τη μοναδική και ίσως όχι την κύρια διαφορά μεταξύ προκαρυωτικών οργανισμών και ευκαρυωτών. Τα προκαρυωτικά κύτταρα δεν έχουν καθόλου μεμβρανικά οργανίδια.(με σπάνιες εξαιρέσεις) - μιτοχόνδρια, χλωροπλάστες, σύμπλεγμα Golgi, ενδοπλασματικό δίκτυο, λυσοσώματα. Οι λειτουργίες τους εκτελούνται από εκβολές (κολπώσεις) της κυτταρικής μεμβράνης, πάνω στην οποία βρίσκονται διάφορες χρωστικές και ένζυμα που εξασφαλίζουν ζωτικές διεργασίες.

Τα προκαρυωτικά δεν έχουν τα χαρακτηριστικά των ευκαρυωτικών χρωμοσωμάτων. Το κύριο γενετικό τους υλικό είναι νουκλεοειδές, συνήθως σε σχήμα δακτυλίου. Στα ευκαρυωτικά κύτταρα, τα χρωμοσώματα είναι σύμπλοκα DNA και πρωτεϊνών ιστόνης (παίζουν σημαντικό ρόλο στη συσκευασία του DNA). Αυτά τα χημικά σύμπλοκα ονομάζονται χρωματίνη. Το νουκλεοειδές των προκαρυωτών δεν περιέχει ιστόνες και τα μόρια RNA που συνδέονται με αυτό του δίνουν το σχήμα του.

Τα ευκαρυωτικά χρωμοσώματα βρίσκονται στον πυρήνα. Στους προκαρυώτες, το νουκλεοειδές βρίσκεται στο κυτταρόπλασμα και συνήθως συνδέεται σε ένα σημείο με την κυτταρική μεμβράνη.

Εκτός από το νουκλεοειδές, τα προκαρυωτικά κύτταρα έχουν διαφορετικές ποσότητες πλασμίδια- νουκλεοειδή σημαντικά μικρότερα σε μέγεθος από το κύριο.

Ο αριθμός των γονιδίων στο νουκλεοειδές των προκαρυωτικών είναι μια τάξη μεγέθους μικρότερος από ότι στα χρωμοσώματα. Οι ευκαρυώτες έχουν πολλά γονίδια που εκτελούν μια ρυθμιστική λειτουργία σε σχέση με άλλα γονίδια. Αυτό επιτρέπει στα ευκαρυωτικά κύτταρα ενός πολυκύτταρου οργανισμού που περιέχουν τις ίδιες γενετικές πληροφορίες να εξειδικεύονται. αλλάζοντας το μεταβολισμό σας, ανταποκριθείτε πιο ευέλικτα στις αλλαγές στο εξωτερικό και εσωτερικό περιβάλλον. Η δομή των γονιδίων είναι επίσης διαφορετική. Στα προκαρυωτικά, τα γονίδια στο DNA είναι διατεταγμένα σε ομάδες που ονομάζονται οπερόνια. Κάθε οπερόνιο μεταγράφεται ως ενιαία μονάδα.

Υπάρχουν επίσης διαφορές μεταξύ προκαρυωτικών και ευκαρυωτικών στις διαδικασίες μεταγραφής και μετάφρασης. Το πιο σημαντικό είναι ότι στα προκαρυωτικά κύτταρα αυτές οι διεργασίες μπορούν να συμβούν ταυτόχρονα σε ένα μόριο αγγελιοφόρου RNA: ενώ εξακολουθεί να συντίθεται στο DNA, τα ριβοσώματα ήδη «κάθονται» στο τελικό άκρο του και συνθέτουν πρωτεΐνη. Στα ευκαρυωτικά κύτταρα, το mRNA υφίσταται τη λεγόμενη ωρίμανση μετά τη μεταγραφή. Και μόνο μετά από αυτό μπορεί να συντεθεί πρωτεΐνη σε αυτό.

Τα ριβοσώματα των προκαρυωτών είναι μικρότερα (συντελεστής καθίζησης 70S) από αυτά των ευκαρυωτών (80S). Ο αριθμός των πρωτεϊνών και των μορίων RNA στις ριβοσωμικές υπομονάδες διαφέρει. Πρέπει να σημειωθεί ότι τα ριβοσώματα (καθώς και το γενετικό υλικό) των μιτοχονδρίων και των χλωροπλαστών είναι παρόμοια με τα προκαρυωτικά, γεγονός που μπορεί να υποδηλώνει την προέλευσή τους από αρχαίους προκαρυωτικούς οργανισμούς που κατέληξαν μέσα στο κύτταρο ξενιστή.

Οι προκαρυώτες συνήθως διακρίνονται από μια πιο σύνθετη δομή των κελυφών τους. Εκτός από την κυτταροπλασματική μεμβράνη και το κυτταρικό τοίχωμα, έχουν επίσης κάψουλα και άλλες δομές, ανάλογα με τον τύπο του προκαρυωτικού οργανισμού. Το κυτταρικό τοίχωμα εκτελεί μια υποστηρικτική λειτουργία και αποτρέπει τη διείσδυση επιβλαβών ουσιών. Το βακτηριακό κυτταρικό τοίχωμα περιέχει μουρεΐνη (γλυκοπεπτίδιο). Μεταξύ των ευκαρυωτών, τα φυτά έχουν κυτταρικό τοίχωμα (το κύριο συστατικό του είναι η κυτταρίνη) και οι μύκητες έχουν χιτίνη.

Τα προκαρυωτικά κύτταρα διαιρούνται με δυαδική σχάση. Εχουν δεν υπάρχουν πολύπλοκες διαδικασίες κυτταρικής διαίρεσης (μίτωση και μείωση), χαρακτηριστικό των ευκαρυωτών. Αν και πριν από τη διαίρεση το νουκλεοειδές διπλασιάζεται, όπως ακριβώς η χρωματίνη στα χρωμοσώματα. Στον κύκλο ζωής των ευκαρυωτών, υπάρχει μια εναλλαγή διπλοειδών και απλοειδών φάσεων. Στην περίπτωση αυτή, συνήθως κυριαρχεί η διπλοειδής φάση. Σε αντίθεση με αυτούς, οι προκαρυώτες δεν το έχουν αυτό.

Τα ευκαρυωτικά κύτταρα ποικίλλουν σε μέγεθος, αλλά σε κάθε περίπτωση είναι σημαντικά μεγαλύτερα από τα προκαρυωτικά κύτταρα (δεκάδες φορές).

Τα θρεπτικά συστατικά εισέρχονται στα προκαρυωτικά κύτταρα μόνο μέσω της όσμωσης. Στα ευκαρυωτικά κύτταρα, επιπλέον, μπορεί επίσης να παρατηρηθεί φαγο- και πινοκύττωση (η «σύλληψη» τροφής και υγρού χρησιμοποιώντας την κυτταροπλασματική μεμβράνη).

Γενικά, η διαφορά μεταξύ προκαρυωτικών και ευκαρυωτικών έγκειται στην σαφώς πιο περίπλοκη δομή των τελευταίων. Πιστεύεται ότι τα προκαρυωτικά κύτταρα προέκυψαν μέσω της αβιογένεσης (μακροπρόθεσμη χημική εξέλιξη υπό τις συνθήκες της πρώιμης Γης). Οι ευκαρυώτες εμφανίστηκαν αργότερα από τους προκαρυώτες, μέσω της ενοποίησής τους (συμβιωτικές και επίσης χιμαιρικές υποθέσεις) ή της εξέλιξης μεμονωμένων εκπροσώπων (υπόθεση εισβολής). Η πολυπλοκότητα των ευκαρυωτικών κυττάρων τους επέτρεψε να οργανώσουν έναν πολυκύτταρο οργανισμό και, στη διαδικασία της εξέλιξης, να παρέχουν όλη τη βασική ποικιλομορφία της ζωής στη Γη.

Πίνακας διαφορών μεταξύ προκαρυωτικών και ευκαρυωτικών

Σημάδι	Προκαρυώτες	Ευκαρυωτες
Κυτταρικός πυρήνας	Οχι	Τρώω
Μεμβρανικά οργανίδια	Οχι. Οι λειτουργίες τους εκτελούνται με εισβολές της κυτταρικής μεμβράνης, πάνω στην οποία βρίσκονται χρωστικές και ένζυμα.	Μιτοχόνδρια, πλαστίδια, λυσοσώματα, ER, σύμπλεγμα Golgi
Κυτταρικές μεμβράνες	Πιο περίπλοκες, υπάρχουν διάφορες κάψουλες. Το κυτταρικό τοίχωμα είναι κατασκευασμένο από μουρεΐνη.	Το κύριο συστατικό του κυτταρικού τοιχώματος είναι η κυτταρίνη (στα φυτά) ή η χιτίνη (στους μύκητες). Τα ζωικά κύτταρα δεν έχουν κυτταρικό τοίχωμα.
Γενετικό υλικό	Σημαντικά λιγότερο. Αντιπροσωπεύεται από ένα νουκλεοειδές και πλασμίδια, τα οποία έχουν σχήμα δακτυλίου και βρίσκονται στο κυτταρόπλασμα.	Ο όγκος των κληρονομικών πληροφοριών είναι σημαντικός. Χρωμοσώματα (αποτελούνται από DNA και πρωτεΐνες). Χαρακτηριστική είναι η διπλοειδία.
Διαίρεση	Δυαδική κυτταρική διαίρεση.	Υπάρχουν μίτωση και μείωση.
Πολυκυτταρικότητα	Δεν είναι τυπικό για προκαρυώτες.	Αντιπροσωπεύονται τόσο από μονοκύτταρες όσο και με πολυκύτταρες μορφές.
Ριβοσώματα	Μικρότερος	Μεγαλύτερος
Μεταβολισμός	Πιο ποικιλόμορφα (ετερότροφα, αυτότροφα που φωτοσυνθέτουν και χημειοσυνθέτουν με διάφορους τρόπους, αναερόβια και αερόβια αναπνοή).	Η αυτοτροφία συμβαίνει μόνο στα φυτά λόγω της φωτοσύνθεσης. Σχεδόν όλοι οι ευκαρυώτες είναι αερόβιοι.
Προέλευση	Από την άψυχη φύση στη διαδικασία της χημικής και προβιολογικής εξέλιξης.	Από προκαρυώτες στη διαδικασία της βιολογικής τους εξέλιξης.