Прокариотическая клетка

Разница между ресничками и жгутиками

Реснички: Одна клетка содержит множество ресничек.

Жгутик: Одна клетка содержит меньшее количество жгутиков.

Реснички: Реснички короткие, похожие на волосы структуры.

Жгутик: Жгутики — длинные, похожие на кнут структуры.

Реснички: Реснички около 5-10 мкм в длину.

Жгутик: Длина жгутика около 150 мкм.

Состав

Реснички: Первичные реснички состоят из 9 + 0 аксонемной структуры, а подвижные реснички состоят из 9 + 2 аксонемной структуры. Оба типа ресничек испытывают недостаток в nexin.

Жгутик: Жгутики состоят из 9 + 2 аксонемной структуры, и между дублетами микротрубочек находится нексин, что вызывает вращательное движение в жгутике.

Присутствие

Реснички: Реснички встречаются только в эукариотических клетках.

Жгутик: Жгутики обнаруживаются как в прокариотических, так и в эукариотических клетках.

Реснички: Реснички встречаются по всей клетке.

Жгутик: Жгутики встречаются на одном конце клетки.

Реснички: Реснички били по согласованию.

Жгутик: Жгутики бьют самостоятельно.

движение

Реснички: Реснички показывают широкие движения или маятниковый удар.

Жгутик: Жгутики показывают волнообразное движение.

Механизм Функции

Реснички: Реснички используют кинезин, который содержит АТФазную активность, производящую энергию для выполнения движения.

Жгутик: Жгутики приводятся в движение протонной движущей силой плазматической мембраны.

Роль

Реснички: Реснички предотвращают накопление пыли в дыхательных трубках, создавая тонкий слой слизи в трубке.

Жгутик: Жгутики в основном используются сперматозоидами для движения и движения.

функция

Реснички: Реснички участвуют в таких процессах, как передвижение, питание и кровообращение.

Жгутик: Жгутик участвует в передвижении.

Примеры

Реснички: Реснички обнаруживаются в слизистой оболочке трубок тела, таких как дыхательные пути и репродуктивные органы у млекопитающих.

Жгутик: Большинство бактерий, архей и эукариот состоят из жгутиков. Эуглена считается жемчужной эукариот. У млекопитающих сперматозоиды специально состоят из жгутиков.

Заключение

И реснички, и жгутики являются структурно идентичными органеллами; Основное различие между ресничками и жгутиками заключается в их функции, а не в структуре. Реснички короткие, похожие на волосы структуры, обнаруженные в высокой плотности на поверхности клеток млекопитающих. Реснички бьются взад-вперед, а жгутики — в виде движения пропеллера. Следовательно, реснички в основном участвуют в питании, размножении и кровообращении у эукариот, а жгутики — в основном в локомоции. Реснички защищают дыхательные пути от скопления пыли. Реснички в маточных трубах млекопитающих перемещают яйцеклетку из яичника в матку. С другой стороны, жгутики участвуют в продвижении сперматозоидов к яйцеклетке через женский репродуктивный орган.

Ссылка:1. «Ресничка». Википедия, Фонд Викимедиа, 14 марта 2017 года. Интернет. 19 марта 2017 г. 2. «Жгутик». Википедия, Фонд Викимедиа, 16 марта 2017 года. Интернет. 19 марта 2017 г.

Изображение предоставлено:1. “

Клеточный центр

Особенное образование. Он участвует в процессе митоза или мейоза (об этом ниже) и играет определенную роль в формировании цитоскелета.

Клеточный центр состоит из двух центриоль и центросферы. Центриоли внешне напоминают цилиндры, состоящие из микротрубочек. В процессе деления клетки они расходятся к полюсам клетки, и образуют веретено деление.

Органоиды движения есть не у всех клеток эукариот. Основная функция их, конечно, движение клетки, но также функции захвата веществ или сократительные. К этим органоидам относят:

реснички (встречаются у инфузорий и клеток эпителия дыхательных путей);
жгутики (жгутиконосцы и сперматозоиды);
ложноножки (корненожки и лейкоциты);
миофибриллы (мышечные клетки).

Оболочка клетки эукариот

Основу клеточной оболочки составляет плазмолемма или плазматическая мембрана. Основная ее функция – отделение всего внутреннего содержимого клетки от других клеток и внешней среды. Все плазмолеммы состоят из двойного слоя липидов (жиров), которые имеют два конца – гидрофобный и гидрофильный. Первые обращены внутрь клетки, вторые – наружу.

Кроме липидного слоя, в мембранах есть белки: периферические, погруженные (полуинтегральные) и пронизывающие (интегральные).

Периферические белки прилегают к липидному слою с внутренней или внешней стороны. полуинтегральные белки частично встроены в мембрану, а интегральные — проходят через всю толщу мембраны. Белки способны перемещаться в плоскости мембраны.

Функции белков различны: это транспортировка молекул, получение сигналов извне, поддержание массой структуры мембран.

Наверно, второе по значимости свойство мембран клеток – избирательная проницаемость. То есть через мембрану могут пройти далеко не все вещества.

Особенностью животных клеток эукариот является наличие наружного слоя – гликокаликса. Он выполняет функцию рецепторов и сигнальной системы. Кроме этого, этот слой необходим для объединения клеток и формирования тканей.

Мембраны растительных клеток покрыты стенкой из целлюлозы. В ней есть поры, которые пропускают внутрь клетки воду и небольшие молекулы. Такая клеточная стенка достаточно жесткая, она усиливает механическую опору и защиту клетки в целом.

Функции клеточных оболочек:

поддерживать, и определять форму и внутреннее содержимое клетки;
защищать от механических повреждений и проникновения повреждающих биологических агентов;
регулировать обмен веществ между клеткой и окружающей средой;
осуществлять «узнавание» многих молекулярных сигналов;
участвовать в формировании межклеточных контактов и специфических образований (реснички или жгутики).

Общее о строении клеток прокариот и эукариот

Прокариоты и эукариоты — что это?

Замечание 1

Организмы одноклеточных и многоклеточных делятся на две категории — эукариоты и прокариоты.

Клетки животных, а также почти все растения и грибы обладают интерфазным ядром. Кроме того, прокариотические и эукариотические клетки (прокариоты и эукариоты) имеют стандартные для всех клеток органоиды. Такие организмы называются ядерными или эукариотами.

Прокариоты или доядерные — это не такая большая категория организмов, как эукариоты, но более древняя по своему происхождению. К ним относятся бактерии сине-зеленые водоросли (цианобактерии). У них нет настоящего ядра и большинства органоидов, присущих цитоплазме.

Но у эукариот и прокариот есть свои особенности. Обратимся к сравнению клеток прокариот и эукариот, в частности, рассмотрим строение прокариотической и эукариотической клеток, а также обозначим различия прокариот и эукариот.

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.

Деление клеток эукариот

Для эукариотических клеток присущи 3 вида деления клеток:

амитоз — прямое деление;
митоз — непрямое деление;
мейоз — редукционное деление.

Амитоз — самый простой, но редкий способ деления клетки. Он характерен для стареющих или опухолевых клеток. В этом случае ядро делится путем перетяжки. Наследственный материал в таком случае распределяется не равномерно.

Митоз – это основной тип деления клеток, когда обе дочерние клетки получаю генетический материал идентичный материалу исходной (материнской) клетки. Митоз состоит из четырех стадий: профаза, метафаза, анафаза и телофаза.

Значение митоза высоко с точки зрения биологии. Это:

генетическая стабильность;
увеличение числа клеток и, соответственно, рост организма;
явления регенерации.

Мейоз – это еще один способ деления клеток, но в результате этого деления образуются клетки с гаплоидным (одинарным) набором хромосом. Он также состоит из тех же 4 стадий, но в случае мейоза, по окончании первых стадий делений, после небольшой паузы, наступает вторая стадия деления уже без удвоения хромосом.

Значение мейоза:

является основой полового размножения (формирование гамет (половых клеток);
является основой комбинативной изменчивости организмов.

Рибосомы в клетках прокариот

В 1931 и 1932 годах после получения патента и изготовления первого прототипа современного электронного микроскопа, ученые получили возможность приступить к изучение прокариот более детально. Именно после этого, они смогли изучить и описать рибосомы бактерий. Это очень мелкие образования внутри клетки, которые служат местом синтеза белков, как у прокариот, так и у эукариот.

Диаметр рибосом в бактериях около 18 нм. Они состоят рибосомальной РНК (рибонуклеиновая кислота) на 65%. Оставшиеся 35% составляют разные по размеру белки.
Например, бактерия Кишечная палочка, содержит около 15 000 рибосом. Это эквивалентно почти ¼ сухой массы клетки).

Примеры прокариотических клеток

Бактериальные клетки

Бактерии – это одноклеточные микроорганизмы, которые встречаются почти повсюду на Земле, и они очень разнообразны по своей форме и структуре. На Земле живет около 5 × 1030 бактерий, в том числе и в наших телах; в кишечнике человека бактерии превосходят численность клеток человека 10: 1.

клеточные стенки бактерии содержат пептидогликана, молекула из сахара и аминокислоты это дает клеточная стенка его структура и толще у некоторых бактерий, чем у других. Бактерии содержат определенные структуры, уникальные для них, как упоминалось ранее, такие как капсула, жгутики и пили. У большинства бактерий есть только один хромосома это круговое число, которое может варьироваться от около 160 000 пар оснований (п.н.) до 12 200 000 п.н. Они также содержат плазмиды, которые представляют собой небольшие круглые кусочки ДНК, которые реплицируются независимо от хромосомы.

Некоторые бактерии могут образовывать эндоспоры. Это жесткие, бездействующие структуры, к которым бактерии могут довести себя в условиях голода, когда недостаточно питательных веществ. Они не нуждаются в питательных веществах и устойчивы к экстремальным температурам, УФ-лучам и химическим веществам. Когда условия окружающей среды снова становятся благоприятными, эндоспора может снова активироваться.

Археальные клетки

Археи похожи по размеру и форме на бактерии, и они также одноклеточные. Поскольку бактерии и археи являются двумя типами прокариот, это означает, что все прокариоты одноклеточные. Некоторые археи встречаются в экстремальных условиях, таких как горячие источники, но их можно найти в самых разных местах, таких как почвы, океаны, болота и другие организмы, включая людей.

Как бактерии, археи могут иметь клеточную стенку и жгутики. Однако структура этих органелл различна. Например, клеточные стенки архей не содержат пептидогликана. Кроме того, жгутики архей работают так же, как жгутики бактерий, но они развивались из разных структур. Мембраны архей очень отличаются от мембран всех других форм жизни; они содержат разные липиды, которые имеют разную стереохимию. Археи обычно имеют одну круговую хромосому, как бактерии. Археальная хромосома может варьироваться от менее чем 491 000 до около 5 700 000 пар оснований. Они также могут содержать плазмиды. Об архее известно меньше, чем о бактериях; они не были классифицированы как отдельная группа прокариот до 1977 года.

метаболизм

Эукариоты представляют ряд метаболических путей, таких как гликолиз, пути пентозофосфатов, бета-окисление жирных кислот, среди прочего, организованных в определенных клеточных компартментах. Например, АТФ генерируется в митохондриях.

Растительные клетки обладают характерным метаболизмом, поскольку у них есть ферментативный механизм, необходимый для поглощения солнечного света и выработки органических соединений. Этот процесс является фотосинтезом и превращает их в автотрофные организмы, которые могут синтезировать энергетические компоненты, требуемые их метаболизмом.

Растения имеют специфический путь, называемый глиоксилатным циклом, который происходит в глиоксисоме и отвечает за превращение липидов в углеводы..

Животные и грибы характеризуются гетеротрофностью. Эти линии не могут производить свою собственную еду, поэтому они должны активно искать ее и деградировать.

Прокариотическая клеточная структура

Прокариотические клетки не имеют истинного ядра, которое содержит их генетический материал, как у эукариотических клеток. Вместо этого прокариотические клетки имеют нуклеоидная область, который является областью неправильной формы, которая содержит ДНК клетки и не окружена ядерной оболочкой. Некоторые другие части прокариотических клеток сходны с таковыми в эукариотических клетках, таких как клеточная стенка, окружающая клетку (которая также обнаружена в растение клетки, хотя и имеет другой состав).

Подобно эукариотическим клеткам, прокариотические клетки имеют цитоплазму, гелеобразное вещество, которое составляет «наполнение» клетки, и цитоскелет который удерживает компоненты клетки на месте. Как прокариотические клетки, так и эукариотические клетки имеют рибосомы, которые представляют собой органеллы, которые продуцируют белки, и вакуоли, небольшие пространства в клетках, которые хранят питательные вещества и помогают устранить потери.

У некоторых прокариотических клеток есть жгутики, которые представляют собой структуры в виде хвоста, которые позволяют организму перемещаться. Они также могут иметь пили, маленькие волосоподобные структуры, которые помогают бактериям прилипать к поверхностям и могут позволять переносить ДНК между двумя прокариотическими клетками в процессе, известном как конъюгация. Другая часть, которая найдена в некоторых бактериях, является капсулой. Капсула представляет собой липкий слой углеводов, который помогает бактериям прилипать к поверхностям вокруг себя.

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

Происхождение эукариот

Известно, что клетки прокариота возникли 3,5 млн лет назад, и примерно 1,8 млн лет назад эволюционировали эукариотические клетки. Окаменелости эукариотических клеток есть в протерозое (1,5 млн лет назад), где наблюдаются остатки клеток с органеллами, покрытыми мембранами. В настоящее время большинство эукариотических клеток имеют обильные органеллы этого типа.

Как возникли эукариотические клетки

Эукариоты эволюционировали в течение протерозойской эры примерно 1,6 млрд лет назад. До возникновения эукариот вся жизнь на Земле была прокариотической (без ядра или других мембраносвязанных органелл). Ведущая гипотеза, называемая эндосимбиотической теорией, состоит в том, что эукариоты возникли в результате слияния архейских клеток с бактериями, где древний архей поглотил (но не съел) древнюю аэробную бактериальную клетку.

Поглощенная (эндосимбиозированная) бактериальная клетка оставалась внутри архейской клетки: поглощенная бактерия позволяла архейской клетке-хозяину использовать кислород для высвобождения энергии, запасенной в питательных веществах, а клетка-хозяин защищала бактериальную клетку от хищников. Такие отношения называются мутуалистическими.

На протяжении многих поколений симбиотические отношения между двумя организмами развивались настолько прочно, что ни один из них не мог выжить сам по себе. Данные о микрофоссилиях свидетельствуют о том, что эукариоты возникли где-то между 1,6 и 2,2 млрд лет назад. Иждивенцы этой древней поглощенной клетки сегодня присутствуют во всех эукариотических клетках в виде митохондрий.

Теория эндосимбиоза (также известная как теория последовательного эндосимбиоза) объясняет, как клетка возникает из мембранных органелл, таких как митохондрии и хлоропласт.

Суть теории естественного отбора, как ее установил «отец эволюции» Чарльз Дарвин, — это конкуренция. Исследователь в основном сосредоточился на описании конкуренции между людьми из популяции в пределах одного и того же вида, чтобы выжить.

Те особи, у кого самые благоприятные адаптации, могли лучше конкурировать за такие вещи, как еда, жилье и пара для размножения, чтобы создавать следующее поколение потомков, которые будут нести эти черты в своей ДНК.

Дарвинизм основан на конкуренции за эти виды ресурсов, чтобы естественный отбор работал. Без конкуренции все люди могут выжить, и благоприятные адаптации никогда не будут выбраны давлением окружающей среды.

Эволюция древнейших эукариот

Первый эукариот, возможно, произошел от предкового прокариота, который подвергся пролиферации мембран, разделению клеточной функции (на ядро, лизосомы и эндоплазматический ретикулум) и установлению эндосимбиотических отношений с аэробным прокариотом, что привело к образованию митохондрий.

Некоторые ранние эукариоты позже поглотили фотосинтезирующую бактерию, похожую на цианобактерии, что способствовало появлению хлоропластов у современных фотосинтезирующих эукариот.

Типы бактерий в зависимости от расположения и числа жгутиков

В зависимости от расположения и числа жгутиковЖгутики – нитевидные структуры, расположенные на поверхности клетки и являющиес… на поверхности клетки различают следующие типы бактерийБактерии объединены в царство Eubacteria или Bacteria. Царство делят на несколько типов: Гр…:

монотрихи – имеют только один жгутик (род Caulobacter и род Vibrio);
лофотрихи – имеют на одном или на обоих полюсах клетки пучок жгутиковЖгутики – нитевидные структуры, расположенные на поверхности клетки и являющиес… (род Pseudomonas);
амфитрихи – имеют по одному жгутику на обоих полюсах клетки (род Spirillum);
перитрихи – имеется большое количество жгутиковЖгутики – нитевидные структуры, расположенные на поверхности клетки и являющиес…, располагающихся по всей поверхности клетки (род Erwinia).