Главная страница » Эукариотическая клетка
Биология

Эукариотическая клетка

Мы объясним, что такое эукариотическая клетка, какие типы существуют, их части и функции. А также его отличия от прокариотической клетки
Эукариотические клетки характеризуются четко очерченным ядром

Что такое эукариотическая клетка?

Эукариотическая клетка (от греческого слова eukaryota, союза eu – истинный и karyon – орех, ядро) – это клетка, цитоплазма которой содержит мембрану, отграничивающую клеточное ядро , содержащее большую часть генетического материала ( ДНК ). В этом она отличается от прокариотической клетки , которая гораздо более примитивна и генетический материал которой рассеян в цитоплазме. Кроме того, в отличие от прокариот, эукариотические клетки обладают органеллами или органеллами – специализированными субклеточными структурами, которые могут быть идентифицированы внутри и ограничены мембранами (например, митохондрии и хлоропласты)

Появление эукариотических клеток стало важным шагом в эволюции жизни , заложив основу для гораздо большего биологического разнообразия, включая появление специализированных клеток в многоклеточных организациях. Это привело к появлению царств протистов грибов растений животных.C19XO живые существа, состоящие из эукариотических клеток, называются эукариотами

Хотя научное сообщество не сомневается в значимости появления эукариотических клеток, четкого объяснения их возникновения до сих пор нет. Наиболее широко принятая теория предполагает возможный симбиогенез между двумя прокариотами, то есть процесс симбиоза между бактерией и археоном, которые, проживая очень тесно, в течение многих поколений образовали бы единый организм, настолько зависимыми они стали друг от друга. Эта теория возникновения эукариотических клеток была выдвинута американским эволюционным биологом Линн Маргулис в 1967 году и известна как эндосимбиотическая теория или теория последовательного эндосимбиоза

Типы эукариотических клеток

Существуют различные типы эукариотических клеток, но в основном распознаются четыре, каждый из которых имеет различные структуры и процессы:

  • растительные клетки. Они имеют клеточную стенку (состоящую из целлюлозы и белков ), которая покрывает их плазматическую мембрану и придает им жесткость, защиту и прочность. Кроме того, растительные клетки имеют хлоропласты, то есть органеллы, содержащие хлорофилл, необходимый для осуществления процесса фотосинтеза ; и большую центральную вакуоль, которая поддерживает форму клетки и контролирует движение молекул в цитоплазме.
  • Животные клетки. У них нет хлоропластов (поскольку они не фотосинтезируют) и клеточной стенки. Но, в отличие от растительных клеток, у них есть центриоли (органеллы, участвующие в делении клеток) и более мелкие, но более обильные вакуоли, называемые везикулами. Из-за отсутствия клеточной стенки животные клетки могут принимать большое количество разнообразных форм и даже фагоцитировать другие клетки.
  • Клетки грибов. Они похожи на животные клетки, но отличаются от них наличием клеточной стенки, состоящей из хитина (которого у животных клеток нет). Еще одна отличительная особенность заключается в том, что клетки грибов менее специализированы, чем клетки животных. Одноклеточные грибы, такие как дрожжи , действительно существуют, хотя это не самый распространенный вид.
  • клетки протистов. Эукариотические клетки обычно являются частью многоклеточных организмов. Однако существуют протисты, которые представляют собой простые одноклеточные или многоклеточные эукариотические организмы, не образующие тканей. Хотя одноклеточные эукариоты проще животных и растений, тот факт, что они состоят из одной клетки, которая должна выполнять все функции организма, означает, что клетка имеет сложную организацию. Кроме того, они могут достигать макроскопических размеров. Примерами таких организмов являются эвглена и парамеция.

Функции эукариотической клетки

У эукариотических клеток есть две основные функции: питаться и размножаться.

Эукариотические клетки, как и прокариотические, выполняют важнейшие функции:

  • Питание . Он включает в себя включение питательных веществ в клетку и их преобразование в другие вещества, которые используются для формирования и пополнения клеточных структур, а также для получения энергии , необходимой для выполнения всех их функций. В зависимости от питания клетки могут быть либо автотрофными (они производят свою собственную пищу из неорганических веществ с помощью таких процессов, как фотосинтез), либо гетеротрофными (они должны включать органические вещества , поскольку не могут их производить). Совокупность всех химических действий клетки составляет ее метаболизм.
  • Рост. Влечет за собой увеличение размера отдельных клеток организма, количества клеток или и того, и другого. Рост может быть равномерным в различных частях организма или может быть больше в одних частях, чем в других, что приводит к изменению пропорций тела по мере роста.
  • Реакция на раздражители. Клетки реагируют на окружающую их среду, получая различные стимулы (такие как изменения температуры влажности или кислотности) и делая соответствующие ответы на каждый из них (например, сокращение или перевод). Эта способность реагировать на раздражители окружающей среды известна как раздражительность.
  • Размножение. Процесс образования новых клеток (или дочерних клеток) из исходной клетки (или материнской клетки). Существует два типа процессов размножения клеток: митоз мейоз. В результате митоза одна родительская клетка дает начало двум идентичным дочерним клеткам, то есть с одинаковым количеством генетического материала и идентичной наследственной информацией. С другой стороны, в результате мейоза одна родительская клетка дает начало четырем дочерним клеткам, которые генетически отличаются друг от друга и имеют половину генетического материала исходной клетки. Митоз участвует в процессах роста и восстановления тканей, а также в воспроизводстве живых существ, размножающихся бесполым путем. Мейоз имеет другую цель: он происходит только для того, чтобы произвести гаметы.
  • Адаптация. Способность клеток эволюционировать на протяжении многих поколений и адаптироваться к окружающей среде позволяет им выживать в меняющемся мире. Адаптации – это унаследованные характеристики, которые повышают способность организма выживать в определенной среде. Адаптации могут быть структурными, физиологическими, биохимическими, поведенческими или сочетать в себе все четыре фактора. Все биологически успешные организмы представляют собой сложную совокупность согласованных адаптаций, возникших в ходе эволюционных процессов.

Функции метаболизма, роста, ответа на стимулы, размножения и адаптации выполняют все клетки, принадлежащие как прокариотическим, так и эукариотическим организмам. Однако это не единственные функции клеток: существуют и другие функции, зависящие от типа клеток и ткани или организма, к которому они принадлежат. Например, нейроны (которые являются частью нервной ткани) способны обмениваться электрическими импульсами

Части эукариотической клетки

Ядро клетки – это центральная органелла, ограниченная пористой двойной мембраной.

Основными компонентами эукариотических клеток являются:

  • Клетка или плазменная мембрана . Это двойной барьер, состоящий из липидов белков , который ограничивает клетку, изолируя ее от окружающей среды. Плазматическая мембрана обладает избирательной проницаемостью: она пропускает только необходимые вещества в цитоплазму, а также изгоняет отходы метаболизма. Эта структура присутствует во всех эукариотических и даже прокариотических клетках.
  • клеточная стенка. Жесткая структура, которая находится за пределами плазматической мембраны и придает клетке форму, поддержку и защиту. Клеточная стенка присутствует только в растительных клетках и грибах, хотя ее состав различается между двумя типами клеток: у растений она состоит из целлюлозы и белков, тогда как у грибов – из хитина. Хотя эта структура защищает клетку, она препятствует ее росту и ограничивает ее фиксированными структурами.
  • Клеточное ядро . Центральная органелла, ограниченная пористой двойной мембраной, которая обеспечивает обмен материалами между цитоплазмой и ее внутренним пространством. В ядре находится генетический материал (ДНК) клетки, который организован в хромосомы. Кроме того, в ядре есть специализированная область, называемая нуклеолусом, где транскрибируется рибосомальная РНК, которая впоследствии станет частью рибосом. Ядро присутствует во всех эукариотических клетках.
  • Рибосомы. Это структуры, состоящие из РНК и белков, в которых происходит синтез белка. Рибосомы есть во всех типах клеток, включая прокариоты (хотя они меньше). Некоторые рибосомы находятся в цитоплазме в свободном состоянии, а другие прикреплены к шероховатому эндоплазматическому ретикулуму.
  • Цитоплазма Водная среда, в которой находятся различные органеллы клетки. Цитоплазма состоит из цитозоля – водной части, свободной от органелл и содержащей растворенные вещества, и цитоскелета – сети филаментов, придающих клетке форму.

Помимо наличия ядра, одной из отличительных особенностей эукариотической клетки является наличие органелл, или субклеточных отсеков, окруженных мембраной, которые выполняют специализированные функции. Вот некоторые из них:

  • Лизосомы . Это везикулы, заполненные пищеварительными ферментами, присутствующие исключительно в животных клетках. Процессы клеточного пищеварения осуществляются в лизосомах, катализируемые содержащимися в них ферментами.
  • Митохондрии . Именно в этих органеллах происходит процесс клеточного дыхания. Они окружены двойной мембраной, которая позволяет клетке получать энергию, необходимую для выполнения своих функций. Митохондрии присутствуют во всех типах эукариотических клеток, и их количество меняется в зависимости от их потребностей: клетки с высокими энергетическими потребностями, как правило, имеют большее количество митохондрий.

хлоропласты. Это органеллы, в которых происходит фотосинтез, и они имеют сложную мембранную систему. Основным компонентом этих органелл является хлорофилл – зеленый пигмент, участвующий в процессе фотосинтеза и позволяющий улавливать солнечный свет. Хлоропласты уникальны для фотосинтезирующих клеток и поэтому присутствуют во всех растениях и водорослях, чей характерный зеленый цвет обусловлен наличием хлорофилла.

  • вакуоль. Тип крупного пузырька, в котором хранится вода , минеральные соли и другие вещества; встречается только в растительных клетках. Вакуоль сохраняет форму клетки и обеспечивает ее поддержку, а также участвует во внутриклеточном перемещении веществ. Животные клетки имеют вакуоли, но они меньше и многочисленнее.
  • Centrioles. Трубчатые структуры, встречающиеся исключительно в животных клетках. Они участвуют в разделении хромосом в процессе деления клетки.
  • эндоплазматический ретикулум. Мембранная система, непрерывная по отношению к клеточному ядру и простирающаяся по всей клетке. Его функция связана с синтезом соединений, предназначенных в основном для внешней среды клетки. Эндоплазматический ретикулум делится на шероховатый и гладкий, в зависимости от наличия или отсутствия рибосом на его поверхности: шероховатый ретикулум содержит рибосомы и в основном отвечает за синтез белка для экспорта, тогда как гладкий ретикулум в основном участвует в липидных метаболических путях.
  • Аппарат Гольджи. Органелла, состоящая из множества уплощенных дисков и мешочков, называемых цистернами. Функция аппарата Гольджи связана с модификацией и упаковкой белков и других биомолекул (таких как углеводы и липиды) для секреции или транспорта.

Разница между эукариотической и прокариотической клеткой

Прокариотические клетки проще и меньше эукариотических.

Основными различиями между этими двумя типами клеток являются:

  • Наличие ядра. Самое важное отличие заключается в том, что у прокариот генетический материал рассеян в цитоплазме в области, называемой нуклеоидом, а не внутри ядра, как у эукариот.
  • Тип ДНК. Прокариоты имеют единственную, круглую молекулу ДНК, которая не связана с белками, поэтому ее часто называют круглой, голой ДНК. Генетический материал эукариот, с другой стороны, имеет линейную форму и связан с белками, образуя хроматин (или хромосомы, когда клетка собирается приступить к делению). Каждый вид эукариотических организмов имеет характерное количество хромосом.
  • Размер. Эукариотические клетки имеют значительно большие размеры (10-100 мкм), чем обычная прокариотическая клетка (0,2-2,0 мкм).
  • Конституция . Большинство эукариотических организмов являются многоклеточными, в то время как все прокариоты – одноклеточные. Однако стоит помнить, что существуют некоторые одноклеточные эукариотические организмы, такие как парамеции и дрожжи
  • Размножение. Прокариоты размножаются бесполым путем (путем бинарного деления), а эукариоты имеют как половое размножение (путем мейоза, дающего начало гаметам или половым клеткам), так и бесполое размножение (путем митоза ).
  • Клеточные органеллы . Эукариотические клетки имеют органеллы со специфическими мембранами и функциями, такие как митохондрии , лизосомы или хлоропласты.

 

Аватар

Дмитрий Смирнов

Добавить комментарий

Нажмите здесь, чтобы оставить комментарий