Прокариотическая клетка

Мы объясним, что такое прокариотическая клетка, из каких частей она состоит и каковы ее функции. А также чем она отличается от эукариотической клетки
Прокариотические организмы эволюционно более ранние, чем эукариоты

Что такое прокариотическая клетка?

Прокариотические клетки или прокариоты образуют одноклеточные живые организмы , принадлежащие либо к надцарству или царству прокариот, либо к доменам архей и бактерий, в зависимости от того, какой биологической классификации отдается предпочтение

Главная особенность прокариотических клеток заключается в том, что у них нет мембраны, ограничивающей клеточное ядро , и вместо этого их генетический материал рассеян в цитоплазме , едва собранный в области, называемой нуклеоидом

Прокариотические организмы (pro- означает ‘до’, а karyo – ‘ядро’) эволюционно более ранние, чем эукариоты , то есть те, которые обладают клеточным ядром. Хотя прокариотические клетки возникли в очень далеком прошлом, это не означает, что они исчезли с Земли. На самом деле, простейшими формами жизни до сих пор являются прокариотические организмы, такие как бактерии и археи

Эта простота, характерная для прокариотических организмов, позволила им сильно диверсифицироваться, что выражается в чрезвычайно разнообразном метаболизме (это не относится к эукариотам) и огромном разнообразии в плане адаптации к различным средам , типам питания или даже клеточной структуре

Вам может понравиться: Клетка для животных

Механизмы питания

Прокариотические клетки могут быть автотрофными (сами производят пищу ) или гетеротрофными (питаются органическими веществами, произведенными другим живым существом), как аэробными (требуют кислорода для жизни), так и анаэробными (не требуют кислорода для жизни), что обуславливает различные механизмы питания:

• Фотосинтез. Как и растения , некоторые прокариоты могут использовать энергию солнечного света для синтеза органического вещества из неорганического вещества , как в присутствии, так и в отсутствии кислорода. Существует два типа фотосинтеза: оксигенный фотосинтез (при котором образуется кислород) и аноксигенный фотосинтез (при котором кислород не образуется).
• хемосинтез. Подобно фотосинтезу , клетки осуществляют окисление неорганических веществ как механизм получения энергии и получения собственных органических веществ для роста. Хемосинтез отличается от фотосинтеза тем, что при фотосинтезе в качестве источника энергии используется солнечный свет.
• сапрофитное питание. Он основан на разложении органических веществ, оставленных другими живыми существами , либо после их смерти, либо в качестве остатков их собственного питания
• симбиотическое питание. Некоторые прокариоты объединяются с другими живыми существами, получают от них органические вещества для существования, и возникает взаимная выгода.
• паразитарное питание. Существуют прокариотические организмы (паразиты), которые получают питание из органических веществ более крупного организма (хозяина), которому они вредят в процессе (хотя и не убивают его напрямую).

Наконец, размножение прокариотических клеток может быть двух типов : бесполое (по механизму митоза ) или парасексуальное (с участием трех процессов, связанных с обменом и включением изменений в генетический материал: конъюгации, трансдукции и трансформации ДНК

Типы прокариотических клеток

Бактерии кокков более или менее сферические и однородные по форме.

Прокариотические клетки могут иметь самые разнообразные формы, и часто даже один и тот же вид может принимать меняющиеся формы, что называется плеоморфизмом. Однако можно выделить три основных типа морфологии:

• кокосовый орех. Типичный морфологический тип бактерий, имеющий более или менее сферическую и однородную форму. Бактерии могут также встречаться в виде кокков в группах по два (диплококки), кокков в группах по четыре (тетракокки), кокков в цепочках (стрептококки) и кокков в неправильных группах или скоплениях (стафилококки). Например: Streptococcus pneumoniae, один из возбудителей бактериальной пневмонии.
• Bacillus. Стержневидная с закругленными концами, она включает широкий спектр бактерий и других свободноживущих сапрофитных организмов. Бациллы также можно обнаружить в группах по две штуки или образующих нити. Примерами являются кишечная палочка и Clostridium botulinum.
• Spirilli. Спиралевидные по форме, они обычно очень малы и варьируются от патогенных до автотрофных бактерий. Например: виды рода Campylobacter, такие как Campylobacter jejuni, патоген пищевого происхождения, который вызывает кампилобактериоз.
• Spirochaetes. Они также имеют спиралевидную форму, но очень вытянутую и гибкую. Например: виды рода Leptospira, которые вызывают лептоспироз.
• Вибрионы. Стержни в форме запятой. В эту группу входят вибрионы – род протеобактерий, вызывающих большинство инфекционных заболеваний у человека и высших животных, особенно характерных для пищеварительного тракта. Наиболее известным является Vibrio cholerae, возбудитель холеры.
• Варианты этих форм включают коккобациллы (овалы) и коринеформные бактерии – бациллы неправильной формы с разветвленным концом.

Части и функции прокариотической клетки

Прокариотическая клетка имеет следующие структуры:

• Плазменная мембрана . Это граница, разделяющая внутреннюю и внешнюю части клетки и служащая фильтром, обеспечивающим вход и/или выход веществ (например, вхождение питательных веществ или выход отходов).
• клеточная стенка. Состоит из прочного, жесткого слоя на внешней стороне клеточной мембраны, который придает клетке определенную форму и дополнительный слой защиты. Наличие клеточной стенки является общей чертой растений, водорослей и грибов , хотя состав этой клеточной структуры отличается в каждой из этих групп организмов.
• цитоплазма. Очень тонкое коллоидное вещество, составляющее тело клетки и находящееся внутри клетки.
• нуклеоиды. Это не ядро, а широко разбросанная область, составляющая часть цитоплазмы, обычно содержащая одну циркулярную молекулу ДНК, которая может быть связана с небольшим количеством РНК и негистоновых белков Эта молекула ДНК необходима для размножения
• Рибосомы. Это комплексы белков и фрагментов РНК, которые обеспечивают экспрессию и трансляцию генетической информации , то есть синтезируют белки, необходимые клетке для различных биологических процессов, предусмотренных в ДНК.
• прокариотические компартменты. Они уникальны для прокариотических клеток. Они различаются в зависимости от типа организма и имеют очень специфические функции в рамках метаболизма. Некоторые примеры: хлоросомы (необходимы для фотосинтеза), карбоксисомы (для фиксации углекислого газа (CO2), фикобилисомы (молекулярные пигменты для сбора солнечного света), магнитосомы (позволяют ориентироваться в соответствии с магнитным полем Земли) и т.д.

Кроме того, в этих клетках могут присутствовать другие структуры, такие как:

• Флагеллум. Это хлыстоподобная органелла, используемая для мобилизации клетки, как пропульсивный хвост.
• наружная мембрана. Дополнительный клеточный барьер, характерный для грамотрицательных бактерий.
• Капсула. Покрытие из органических полимеров , которое откладывается вне клеточной стенки. Он выполняет защитную функцию, а также используется в качестве места хранения продуктов и утилизации отходов.
• периплазма. Пространство, окружающее цитоплазму и отделяющее ее от внешних мембран, что позволяет более эффективно осуществлять различные виды энергообмена.
• Плазмиды. Циркулярные, нехромосомные формы ДНК, которые у некоторых бактерий сопровождают бактериальную ДНК и реплицируются независимо, придавая им важные характеристики для повышения приспособляемости к окружающей среде

Эукариотическая клетка

Эукариотические клетки отличаются от прокариотических тем, что в их цитоплазме имеется ядро (в котором содержится большая часть ДНК клетки) и мембранные органеллы (выполняющие специфические функции в клетке, такие как митохондрии и хлоропласты)

Хотя эта разница может показаться малозаметной, она лежит в основе гигантских изменений в размножении и других жизненных процессах, которые привели к более высокому уровню клеточной сложности, без чего не могли бы появиться многоклеточные существа со сложной и совершенной организацией