Дмитрий Пархоменко 
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
Группы эукариот
В настоящее время микроорганизмы разделяют на две большие группы, принципиально отличающиеся строением клетки – эукариоты и прокариоты (рис. 1). Группа эукариот включает в себя микроскопические водоросли, простейших и микроскопические грибы, такие как дрожжи и плесневые грибы. К прокариотам до 80-х годов относили исключительно бактерий, однако группой исследователей под руководством Карла Вёзе в ходе анализа последовательностей 16S рРНК, было обнаружено, что архебактерии (археи) по своему происхождению являются самостоятельной группой, что подтверждается рядом отличий в их строении и метаболизме: одни черты роднят их с бактериями, другие – с эукариотами, а некоторые являются совершенно уникальными. В частности, первые открытые археи отличаются своей удивительной способностью обитать в экстремальных местах обитания: при высоких температурах, давлении, сильнокислых или сильнощелочшых условиях среды. Например, большинство гипертермофильных архей растут при температуре 80 ℃, а Methanopyrus kandleri – при 122 ℃. Другой пример: рекордсмен среди устойчивых к кислой среде архей растет в условиях, эквивалентных 1,2 М серной кислоте. Для сравнения – содержание соляной кислоты в желудочном соке в норме составляет 0,14 – 0,16 М.
Рисунок 1. Группы микроорганизмов
Симбиогенез — основная гипотеза происхождения эукариот
Существует несколько гипотез о путях возникновения эукариотических клеток. Наиболее популярная — симбиотическая гипотеза (симбиогенез). Согласно ей, эукариоты произошли в результате объединения в одной клетке разных прокариот, которые сначала вступили в симбиоз, а затем, все более специализируясь, стали органоидами единого организма-клетки. Как минимум симбиотическое происхождение имеют митохондрии и хлоропласты (пластиды вообще). Произошли они от бактериальных симбионтов.
Клеткой-хозяином мог быть относительно крупный анаэробный гетеротрофный прокариот, похожий на амебу. В отличие от других, он мог приобрести способность питаться путем фаго- и пиноцитоза, что позволяло ему захватывать других прокариот. Они не все переваривались, а снабжали хозяина продуктами своей жизнедеятельности). В свою очередь, получали от него питательные вещества.
Митохондрии произошли от аэробных бактерий и позволили клетке-хозяину перейти к аэробному дыханию, которое не только намного эффективней, но и облегчает существование в атмосфере, содержащей достаточно большое количество кислорода. В такой среде аэробные организмы получают преимущество над анаэробными.
Позже в некоторых клетках поселились похожие на ныне живущих синезеленых водорослей (цианобактерий) древние прокариоты. Они стали хлоропластами, дав начало эволюционной ветви растений.
Кроме митохондрий и пластид симбиотическое происхождение могут иметь жгутики эукариот. В них превратились симбионты-бактерии наподобие современных спирохет, имеющих жгутик. Считается, что в последствии из базальных тел жгутиков произошли центриоли, столь важные структуры для механизма клеточного деления эукариот.
Эндоплазматическая сеть, комплекс Гольджи, пузырьки и вакуоли могли произойти от наружной мембраны ядерной оболочки. С другой точки зрения, некоторые из перечисленных органелл могли возникнуть путем упрощения митохондрий или пластид.
Во многом неясным остается вопрос происхождения ядра. Могло ли оно также образоваться из прокариота-симбионта? Количество ДНК в ядре современных эукариот во много раз превышает его количество в митохондриях и хлоропластах. Возможно часть генетической информации последних со временем переместилась в ядро. Также в процессе эволюции происходило дальнейшее увеличение размера ядерного генома.
Кроме того в симбиотической гипотезе происхождения эукариот не все так однозначно с клеткой-хозяином. Им мог и не быть один вид прокариот. Используя методы сравнения геномов, ученые делают вывод, что клетка-хозяин близок к археям, при этом сочетает в себе признаки архей и ряда неродственных групп бактерий. Отсюда можно сделать вывод, что появление эукариот происходило в сложном сообществе прокариот. При этом процесс скорее всего начался с метаногенной археи, вступавшей в симбиоз с другими прокариотами, что было вызвано необходимостью обитания в кислородной среде. Появление фагоцитоза способствовало притоку чужих генов, а ядро образовалось для защиты генетического материала.
Молекулярный анализ показал, что различные белки эукариот происходят от разных групп прокариот.
Доказательства симбиогенеза
В пользу симбиотического происхождения эукариот говорит то, что митохондрии и хлоропласты имеют собственную ДНК, причем кольцевую и не связанную с белками (также обстоит дело у прокариот). Однако в генах митохондрий и пластид есть интроны, чего нет у прокариот.
Пластиды и митохондрии не воспроизводятся клеткой с нуля. Они образуются из ранее существующих таких же органелл путем их деления и последующего роста.
В настоящее время существуют амебы, у которых нет митохондрий, а вместо них есть бактерии симбионты. Также есть простейшие, сожительствующие с одноклеточными водорослями, выполняющими в клетке-хозяине роль хлоропластов.
Отличия клеток растений, грибов и животных
Что такое эукариотические клетки
Эукариоты являются одноклеточными или многоклеточными организмами, которые имеют мембранно-заключенные органеллы, такие как, в частности, ядро, митохондрии, аппарат Гольджи и хлоропласты в растениях. Многоклеточные эукариоты содержат специализированные ткани, сделанные из различных типов клеток. Эукариот можно отнести к четырем царствам: Королевство Протиста, Королевство Планта, Королевство Грибы и Королевство Animalia.
Эукариотическая клетка больше по размеру (от 10 до 100 мкм) по сравнению с прокариотами. У эукариот могут быть идентифицированы различные типы клеток, такие как клетки животных, клетки растений и клетки грибов. эукариот цитоскелет состоит из микрофиламентов, микротрубочек и промежуточных нитей. Это играет жизненно важную роль в организации клетки и ее форме. Растения и грибы обладают клетка стена состоит из целлюлозы, гемицеллюлозы, пектина и хитина соответственно.
Эукариотические клетки состоят из множества мембраносвязанных органелл. ядро заключен в две мембраны, называемые ядерной оболочкой. Ядерная мембрана образует эндоплазматический сеть (ER), который участвует в созревании и транспортировке белка. Рибосомы большие, размером 80S, и они связаны с ER. Связанный с рибосомами ER называют грубым ER. Пузырьки присутствуют для трансформации различных молекул в клетке, таких как тела Гольджи, лизосомы и пероксизомы. Митохондрии также окружен двумя фосфолипидными бислоями. Они превращают сахар в АТФ для использования в качестве энергии. Растительные клетки содержат хлоропласты для фотосинтеза. Структура типичной растительной клетки показана на фигура 2.
Рисунок 2: Структура растительной клетки
Обычно эукариоты состоят из более чем одной хромосомы в ядре. Эти хромосомы являются линейными и в большинстве случаев они существуют в нескольких копиях, называемых гомологичными. Эукариоты размножаются либо бесполым путем митоза, либо половым путем через мейоз с последующим слиянием гамет.
Общее о строении клеток прокариот и эукариот
Прокариоты и эукариоты – что это такое?
Одноклеточные и многоклеточные организмы делятся на две категории — эукариоты и прокариоты.
Животные клетки, а также почти все растения и грибы имеют интерфазное ядро. Кроме того, прокариотические и эукариотические клетки (прокариоты и эукариоты) имеют стандартные для всех клеток органеллы. Такие организмы называются ядерными или эукариотами.
Прокариоты или пренуклеары — не такая обширная категория организмов, как эукариоты, но более древнего происхождения. К ним относятся бактерии сине-зеленых водорослей (цианобактерии). Они не имеют настоящего ядра и большинства органелл, присущих цитоплазме.
Но эукариоты и прокариоты имеют свои особенности. Перейдем к сравнению прокариотических и эукариотических клеток, конкретно рассмотрим строение прокариотической и эукариотической клеток, а также обозначим различия между прокариотами и эукариотами.
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.
Что такое эукариотическая клетка
Организмы, состоящие из эукариотических клеток, называются эукариотами и являются частью эукариотического царства. К ним относятся животные, растения и грибы.
Эукариотическая клетка характеризуется тем, что внутри нее находится наследственный генетический материал (ДНК) организма и имеет сложную структуру, состоящую из органелл, которые выполняют различные важные функции в клетке.
Эукариотические клетки выполняют жизненно важные для эукариотических организмов функции, такие как, размещение генетического материала и выполнение процесса синтеза белка, что позволяет им получать энергию для выполнения других задач.
Сравнение прокариот и эукариот
Вся жизнь на Земле состоит из эукариотических клеток или прокариотических клеток. Прокариоты были первой формой жизни. Ученые считают, что эукариоты эволюционировали от прокариот около 2,7 миллиарда лет назад.
Эукариотическая клетка имеет мембрану, которая окружает ядро, отделяя его от цитоплазмы. Прокариотическая клетка не обладает структурами с мембранами внутри, то есть ее внутриклеточное содержимое разбросано по цитоплазме.
Сравнительная таблица характеристик прокариот и эукариот
| Прокариоты | Эукариоты |
| Клетка без определенного ядра, ее генетический материал рассеян в цитоплазме. | Клетка с ядром, определяемым мембраной, содержащей генетический материал. |
| Размером т 1 до 10 микрон. | Размером от 10 до 100 микрон. |
| Форма может быть сферической, спиралевидной. Хотя они одноклеточные, они могут образовывать колонии. | Очень разнообразные по форме, они могут представлять собой одноклеточные или многоклеточные организмы. |
| Локализована в нуклеоиде, не будучи окруженной мембраной. | ДНК и белки образуют хроматин, который концентрируется в ядре |
| Прямой способ деления клетки, в основном, путем бинарного деления. Нет митотического веретена или микротрубочек. | Делится с помощью митоза и мейоза. Клетка имеет митотический веретен или какую-то форму упорядочения микротрубочек. |
| Выраженные в группах, называемых оперонами. | Индивидуально выраженные; они обладают интронами и экзонами. |
| Рибосомы маленькие. | Рибосомы большие |
| Жгутик простой, состоящий из белка флагеллина. | Соединение, состоящее из тубулина и других белков. |
| Круговая хромосома. | Каждая с двумя хроматидами, центромерой и теломерами. |
| Есть клеточная стенка. | Клеточная стенка присутствует только в растениях и грибах. |
| Представители: бактерии и археи. | Представители: растения, животных и грибы. |
| Примеры: бактерии золотистый стафилококк, архея Halobacterium salinarum. | Примеры: Дрожжи хлеба Saccharomyces cerevisiae, плодовая муха Drosophila melanogaster. |
Органеллы растительных клеток, которых нет в клетках животных
Дилемма: польза или вред
Значение эукариотов не подвергается сомнениям: благодаря им появились разнообразные формы жизни. А вот с бактериями не все так однозначно. С одной стороны, благодаря микроорганизмам, находящимся в кишечнике, люди могут успешно переваривать пищу, синтезировать и усваивать витамины. Также прокариоты, покрывающие кожу или слизистые человека, выполняют защитную функцию.
Некоторые бактерии необходимы для производства сыров, сметаны, кислой капусты. Интересно, что выделили бактерии, которые обладают действием, сходным с антибиотиками.
С другой стороны, определенные виды безъядерных могут вызывать болезни или портить продукты. Они способны не только выделять токсины, но и разрушать клетки оккупированного организма.
Поэтому наверняка говорить о пользе или вреде прокариотов нельзя: все зависит от их типов. Но в любом случае этим мельчайшим клеткам человечество обязано своим существованием.
Органеллы прокариот
Строение клетки прокариот и эукариот имеет свои существенные отличия, которые прежде всего заключаются в наличии определенных органелл. Эти постоянные структуры определяют уровень развития организмов в целом. У прокариот большинство из них отсутствует. Синтез белка в данных клетках происходит рибосомах. У водных прокариот содержатся аэросомы. Это газовые полости, которые обеспечивают плавучесть и регулируют степень погружения организмов. Только в клетках прокариот содержатся мезосомы. Эти складки цитоплазматической мембраны возникают только во время использования химических методов фиксации во время подготовки к микроскопии. Органеллами движения бактерий и архей являются реснички или жгутики. А прикрепление к субстрату осуществляют пили. Эти структуры, образованные белковыми цилиндрами, еще называют ворсинками и фимбриями.
Разница между прокариотическими и эукариотическими клетками
Строение эукариотов
Эукариоты представляют собой надцарство организмов, в клетках которых содержится ядро. Кроме архей и бактерий все живые существа на Земле являются эукариотами (к примеру, растения, простейшие, животные). Клетки могут сильно отличаться по своей форме, строению, размерам и выполняемым функциям. Несмотря на это эукариоты сходны по основам жизнедеятельности, метаболизму, росту, развитию, способности к раздражению и изменчивости.
Эукариоты могут превышать в размерах прокариотические в сотни и тысячи раз. Они включают в себя ядро и цитоплазму с многочисленными мембранными и немембранными органоидами. К мембранным относятся: эндоплазматический ретикулум, лизосомы, комплекс Гольджи, митохондрии, пластиды. Немембранные: рибосомы, клеточный центр, микротрубочки, микрофиламенты.
Строение эукариотов
Проведем сравнение клеток эукариотов разных царств.
К надцарству эукариот относятся царства:
- простейшие. Гетеротрофы, некоторые способны к фотосинтезу (водоросли). Размножаются бесполым, половым путём и простым способом на две части. У большинства клеточная стенка отсутствует;
- растения. Являются продуцентами, основной способ получения энергии – фотосинтез. Большая часть растений неподвижны, размножаются бесполым, половым и вегетативным путём. Клеточная стенка эукариота состоит из целлюлозы;
- грибы. Многоклеточные. Различают низшие и высшие. Являются гетеротрофными организмами, не могут самостоятельно передвигаться. Размножаются бесполым, половым и вегетативным путём. Запасают гликоген и имеют прочную клеточную стенку из хитина;
- животные. Различают 10 типов: губки, черви, членистоногие, иглокожие, хордовые и другие. Являются гетеротрофными организмами. Способны к самостоятельному передвижению. Основное запасающее вещество – гликоген. Оболочка клеток состоит из хитина, также как у грибов. Главный способ размножения – половой.
Таблица: Сравнительная характеристика растительной и животной клетки
| Строение | Клетка растения | Клетка животного |
| Клеточная стенка | Целлюлоза | Состоит из гликокаликса — тонкого слоя белков, углеводов и липидов. |
| Местоположение ядра | Расположено ближе к стенке | Расположено в центральной части |
| Клеточный центр | Исключительно у низших водорослей | Присутствует |
| Вакуоли | Содержат клеточный сок | Сократительные и пищеварительные. |
| Запасное вещество | Крахмал | Гликоген |
| Пластиды | Три вида: хлоропласты, хромопласты, лейкопласты | Отсутствуют |
| Питание | Автотрофное | Гетеротрофное |
Сходства и различия в строении клеток прокариот и эукариот
Эукариоты — это.
В отличие от прокариотов, эукариоты – это ядерные живые организмы (т.е. их клетки содержат ядро).
Они могут быть как одноклеточными, так и многоклеточными, однако строение клеток у них однотипное.
В группу эукариотов (они могут быть одно- или многоклеточными) входят растения, животные (в том числе человек) и грибы.
Клетки эукариот разделены системой мембран на отдельные отсеки, имеют схожий химический состав и однотипный обмен веществ.
Генетический материал сконцентрирован, главным образом, в хромосомах, которые образованы цепочками ДНК и белковыми молекулами. В цитоплазме располагаются мембранные органоиды.
Непременным структурным элементом любой эукариотической клетки является ядро. В нём, а также в митохондриях животные клетки хранят наследственную информацию.
В растительных клетках эта информация находится не только в ядре и митохондриях, но ещё и в пластидах. Объёмное соотношение между ядром и цитоплазмой называется ядерно-цитоплазматическим индексом, с помощью которого можно оценить уровень метаболизма (это что?).
Почему грибы принадлежат к группе эукариот
У клеток грибов есть оформленное ядро, поэтому их относят к эукариотам.
Правда, изначально к эукариотам относили только растения и животных. В дальнейшем были выделены грибы как отдельное царство, так как они сочетают в себе растительные и животные признаки.
В частности, у них отсутствует хлорофилл, а питание происходит путём впитывания органических веществ из внешней среды (создавать собственную органику они не способны). Размножаются грибы как половым, так и бесполым способом.
В состав клетки эукариот входят следующие основные компоненты:
- ядро;
- ядерная мембрана;
- линейная ДНК;
- цитоплазма;
- митохондрии;
- плазматическая или клеточная мембрана;
- хромосомы;
- рибосомы;
- лизосомы (у животных клеток для переваривания клеточных микромолекул);
- хлоропласты (у растительных клеток для обеспечения фотосинтеза);
- эукариотический жгутик(и).
Согласно самым распространённым научным гипотезам эукариоты появились порядка 1,5 млрд.лет тому назад. Многие учёные полагают, что они эволюционировали благодаря симбиогенезу, т.е. взаимодействию собственных клеток с клетками бактерий.
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
Основные признаки и отличия прокариотических и эукариотических клеток
В отличие от эукариот, прокариоты лишены ядра, ядерной мембраны, митохондрий, ЭПС, вакуолей, лизосом, комплекса Гольджи. Их признаком является клеточная стенка, состоящая из сложного гетерополимерного вещества.
Для прокариот характерно простое деление, а эукариоты отличаются такими способами репродукции, как митоз, мейоз, амитоз.
Отличаются эти два вида и размерами. Эукариотические образования, вследствие обладания сложной структурой, намного превышают в размерах прокариотические.
Еще одно важное различие заключается в особенностях строения двигательных элементов. У прокариот эту функцию выполняют реснички или жгутики, сформированные из белка флагеллина. Эукариоты снабжены ундулиподиями, которые крепятся при помощи кинетосом
Эукариоты снабжены ундулиподиями, которые крепятся при помощи кинетосом.
Примечание
С появлением электронных микроскопов, обеспечивающих высокую степень увеличения, цитологам удалось провести сравнение ундулиподий множества самых разных эукариотических организмов и доказать их удивительное сходство.
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.
