Similitudes y diferencias en la estructura de las células procariotas y eucariotas - Knowledge Hypermarket. Estructura celular de procariotas y eucariotas Características distintivas de procariotas y eucariotas

Una de las clasificaciones importantes en biología celular es su división en procariotas y eucariotas.

Hablando de la evolución de la microbiología, cabe destacar la importante contribución del científico Pasteur, quien fue su fundador. Fue gracias a este hombre que los campos de la inmunología y la biotecnología comenzaron a desarrollarse.

Dio una definición básica de los conceptos principales relacionados con la célula, justificó los principios y el funcionamiento del mecanismo sobre la relevancia del papel de los microorganismos en todas las esferas de la vida de los organismos. Su trabajo fue continuado por Koch.

Tratemos de averiguar qué organismos pertenecen a cada una de estas dos clases principales de células. ¿Cuál es la estructura de las células y en qué se diferencian? Cuál es la clasificación de cada uno de estos tipos.

¿Cómo son útiles para los humanos y la biosfera, y cuál es su significado en general? El lector encontrará respuestas a todas estas preguntas a continuación.

Que son procariotas y eucariotas

Se sabe que todos los organismos vivos por su naturaleza se dividen en celulares y no celulares (virus). Además, los primeros también se dividen en 2 categorías: procariotas (el reino prenuclear) y eucariotas (el reino nuclear).

Los procariotas incluyen:

Para eucariotas:

• hongos;
• plantas;
• animales

¿En qué se diferencian? Considere a continuación.

Signos de una célula eucariota

Se cree que la energía nuclear organismos celulares apareció hace unos 1.500 millones de años. Aunque en el pasado, los científicos entendían mal la esencia de los fenómenos a nivel celular, pero en sus escritos a menudo comenzaron a aparecer dibujos aproximados de esta unidad del organismo.

Firmas en cada estado una característica distintiva de las células de este tipo - la presencia de un núcleo cubierto con una doble capa de membrana.

Es en el núcleo donde se almacena el principal material genético de estos organismos. Además, tiene varios nucléolos con la mayor parte del volumen de todos los tipos de ARN.

También en dicha célula hay otras formaciones: orgánulos que se encuentran en su citoplasma. Éstos incluyen:

• mitocondrias: se asemejan a las proteínas en su estructura, también contienen ADN;
• lisosomas: son vesículas que ayudan al metabolismo general de esta célula;
• cloroplastos.

Estos compuestos también están separados por membranas, cuya función principal es la conexión de los diversos elementos de la unidad del organismo con el entorno externo. Para que todos los elementos de la composición funcionen bien, para un "esqueleto" completo en esta célula hay filamentos y microtúbulos.

El proceso de respiración es más común entre los organismos vivos formados por estas células.

La estructura de las células procariotas.

A diferencia del superreino anterior, los protozoos carecen de núcleo en la célula.

En él, en lugar del núcleo, hay un cromosoma en el citoplasma, que transmite el material genético.

Se reproducen simplemente por división celular. Muy poco en el líquido celular varios tipos estructuras También están cubiertos con una membrana. Contienen ribosomas.

Considere los principales representantes de este super-reino.

Bacterias y cianobacterias

Los primeros son microorganismos unicelulares. Con la ayuda de flagelos, son muy móviles.

Viven en todos los ámbitos de la vida. Desde ambiente externo están protegidos por murein y un caparazón especial.

El segundo tipo está representado por las células más simples con pequeños ribosomas y un cromosoma hereditario.

Algas marinas

Viven principalmente en ambiente acuático y en el suelo. Tienen nutrición autótrofa. Su flotabilidad está determinada por las vacuolas. Además, para ellos, como para los representantes del reino vegetal, la fotosíntesis es característica.

Los ejemplos están representados por algas verdes. También se reproducen por división simple. muy condiciones adversas las esporas se pueden utilizar para el movimiento.

Semejanzas y diferencias entre procariotas y eucariotas

El cuadro comparativo "Características de los superreinos" muestra signos por los cuales es fácil identificar las principales diferencias.

Conclusión

Entonces, sin representantes de estos dos reinos, es imposible imaginar la vida en la tierra. ¿Cuál es su papel en la naturaleza? Es simple: los protozoos son organismos sin los cuales casi todos los procesos bioquímicos en un biosistema son imposibles. Además, muchos están involucrados en el proceso de fotosíntesis, sirven como fuente de nutrición y respiración para las plantas.

Los eucariotas no solo son alimento para los demás, sino también la principal fuerza reguladora de la población. diferentes tipos, es decir, uno de los mecanismos de la selección natural.

Este es el grupo más antiguo que apareció hace unos 3.500 millones de años; además, estos son los organismos más pequeños que poseen estructura celular. Las propiedades de los procariontes se resumen en la Tabla. 2.2. Por regla general, los procariotas están representados por células individuales, aunque las algas verdeazuladas (cianobacterias, cianobacterias) pueden formar cadenas de células llamadas hilos.

Algunas bacterias se adhieren entre sí, formando racimos característicos que se asemejan a racimos de uvas (Fig. 2.10), pero las células combinadas permanecen completamente independientes entre sí. Una célula bacteriana individual solo se puede ver usando , razón por la cual se les llama microorganismos. Ciencia que estudia las bacterias bacteriología- constituye una rama importante.

Las bacterias varían en tamaño: su longitud oscila entre 0,1 y 10 micras, y su diámetro medio es de 1 micra. Así, en célula bacteriana hay suficiente espacio para colocar 200 moléculas de proteínas globulares de tamaño mediano (5 nm de diámetro) a través de él. Dado que tales moléculas son capaces de difundirse a una distancia de unas 60 micras por segundo, estos organismos no necesitan ningún mecanismo de transporte especial.

Las bacterias se pueden encontrar en todas partes: en el suelo y en el polvo, en el agua y en el aire, en el interior y en la superficie y. Algunas bacterias viven en aguas termales con temperaturas de 78°C o más. Otros son capaces de sobrevivir bajo condiciones muy temperaturas bajas e incluso sobrevivir a ciertos periodos de congelación en el hielo. Las bacterias también se encuentran en grietas profundas en el fondo del océano a muy presión alta y temperatura 360°C. Inician cadenas alimenticias únicas en estas áreas del océano.

El número de bacterias es inimaginablemente grande; descubrió que un gramo de suelo fértil contiene 2.500 millones de bacterias; en 1 cm 3 de leche fresca, su contenido puede superar los 3 mil millones Junto con los hongos, las bacterias son de vital importancia para todos los demás organismos, ya que, al destruir las sustancias orgánicas como resultado de su actividad vital, aseguran la circulación de elementos biogénicos en naturaleza. Además, están cobrando cada vez más importancia en la vida humana, no solo porque algunos de ellos son agentes causantes de diversas enfermedades, sino también porque, debido a la variedad de reacciones bioquímicas que ocurren en ellos, pueden ser utilizados en muchos procesos biotecnológicos. Este tema se discute con más detalle en el Cap. 12

La unidad de la estructura de las células.

El contenido de cualquier celda está separado del entorno externo por una estructura especial: membrana plasmática (plasmalema). Este aislamiento le permite crear un ambiente muy especial dentro de la celda, a diferencia de lo que la rodea. Por lo tanto, aquellos procesos que pueden ocurrir en la célula que no ocurren en ningún otro lugar, se llaman procesos de la vida.

El ambiente interno de una célula viva, limitado por la membrana plasmática, se llama citoplasma. Incluye hialoplasma(sustancia básica transparente) y orgánulos celulares, así como varias estructuras no permanentes - inclusiones. Los orgánulos que están en cualquier célula también incluyen ribosoma, Donde tiene lugar síntesis de proteínas.

La estructura de las células eucariotas.

eucariotas Son organismos cuyas células tienen un núcleo. Centro- este es el orgánulo de la célula eucariota, en el que se almacena la información hereditaria registrada en los cromosomas y del cual se copia la información hereditaria. Cromosoma es una molécula de ADN integrada con proteínas. El núcleo contiene nucléolo- un lugar donde se forman otros orgánulos importantes involucrados en la síntesis de proteínas - ribosomas. Pero los ribosomas solo se forman en el núcleo y funcionan (es decir, sintetizan proteínas) en el citoplasma. Algunos de ellos están libres en el citoplasma, y ​​algunos están unidos a las membranas, forman una red, que se llama endoplásmico.

Ribosomas- orgánulos sin membrana.

Retículo endoplásmico Es una red de túbulos delimitados por membranas. Hay dos tipos: lisos y granulares. Los ribosomas se encuentran en las membranas del retículo endoplásmico granular, por lo tanto, en él se produce la síntesis y el transporte de proteínas. Y el retículo endoplásmico liso es el lugar de síntesis y transporte de carbohidratos y lípidos. No tiene ribosomas.

Para la síntesis de proteínas, carbohidratos y grasas se necesita energía, que es producida en la célula eucariota por las "estaciones de energía" de la célula - mitocondrias

mitocondrias- orgánulos de dos membranas en los que tiene lugar el proceso de respiración celular. Los compuestos orgánicos se oxidan en las membranas mitocondriales y la energía química se acumula en forma de moléculas de energía especiales. (ATP).

También hay un lugar en la célula donde los compuestos orgánicos pueden acumularse y desde donde pueden ser transportados - esto es aparato de golgi, sistema de bolsas de membrana planas. Interviene en el transporte de proteínas, lípidos, carbohidratos. Los orgánulos de la digestión intracelular también se forman en el aparato de Golgi: lisosomas.

lisosomas- Los orgánulos de una sola membrana, característicos de las células animales, contienen enzimas que pueden descomponer proteínas, carbohidratos, ácidos nucleicos, lípidos.

Una célula puede contener orgánulos que no tienen una estructura de membrana, como los ribosomas y un citoesqueleto.

citoesqueleto- Este sistema musculoesquelético células, incluye microfilamentos, cilios, flagelos, un centro celular que produce microtúbulos y centríolos.

Hay orgánulos que son característicos solo de las células vegetales, - plástidos. Hay: cloroplastos, cromoplastos y leucoplastos. El proceso de fotosíntesis tiene lugar en los cloroplastos.

También en células vegetales. vacuolas- productos actividad celular, que son reservorios de agua y compuestos disueltos en ella. Los organismos eucariotas incluyen plantas, animales y hongos.

La estructura de las células procariotas.

procariotas Son organismos unicelulares que no tienen núcleo.

Las células procariotas son de pequeño tamaño, conservan el material genético en forma de molécula circular de ADN (nucleoide). Los organismos procarióticos incluyen bacterias y cianobacterias, que solían llamarse algas verdeazuladas.

Si un proceso ocurre en procariotas respiración aeróbica, luego, para este propósito, se utilizan protuberancias especiales de la membrana plasmática: mesosomas Si las bacterias son fotosintéticas, entonces el proceso de fotosíntesis ocurre en las membranas fotosintéticas. tilacoides.

La síntesis de proteínas en procariotas ocurre en ribosomas. EN célula procariota pocos organelos.

Hipótesis del origen de los orgánulos de células eucariotas.

Las células procariotas aparecieron en la Tierra antes que las eucariotas.

1) hipótesis simbiótica explica el mecanismo de aparición de algunos orgánulos de una célula eucariota: mitocondrias y plástidos fotosintéticos.

2) Hipótesis de la invaginación- afirma que el origen de la célula eucariota proviene del hecho de que la forma ancestral era una procariota aeróbica. Los orgánulos en él surgieron como resultado de la invaginación y exfoliación de partes de la membrana, seguida de una especialización funcional en el núcleo, las mitocondrias, los cloroplastos de otros orgánulos.

Las células procariotas difieren en tamaños muy pequeños (de 0,5 a 5 micrones) y la estructura más simple (Fig. 36). Tienen citoplasma inmóvil. membrana de plasma y pared celular. El citoplasma contiene pocos ribosomas pequeños y varias inclusiones en forma de gránulos de lípidos y otras sustancias. El material genético (ADN) no está separado por membranas del citoplasma, no hay cromosomas bien formados y una sola molécula de ADN circular se denomina convencionalmente "cromosoma".

células eucariotas son unidades de vida silvestre muy complejas y se caracterizan por una gran diversidad estructural y funcional (Fig. 37). En este caso, la forma de las células a menudo depende de las funciones que realizan en un organismo multicelular. Sin embargo, el plan general de la estructura de todas las células eucariotas tiene una similitud fundamental. En las células eucariotas, existe un núcleo bien formado, delimitado desde el citoplasma por una vaina de dos membranas; cromosomas de cadenas largas y retorcidas de ADN; un conjunto completo de varios organelos.

La diferencia entre procariotas y eucariotas especialmente bien visto al comparar sus características principales (tabla).

Todos los organismos vivos se pueden clasificar en uno de dos grupos (procariotas o eucariotas) según la estructura básica de sus células. Los procariotas son organismos vivos formados por células que no tienen Nucleo celular y organelos de membrana. Los eucariotas son organismos vivos que contienen un núcleo y organelos de membrana.

La célula es una parte fundamental de nuestro definición moderna la vida y los seres vivos. Las células se consideran los componentes básicos de la vida y se utilizan para definir lo que significa estar "vivo".

Veamos una definición de vida: "Los seres vivos son organizaciones químicas formadas por células y capaces de reproducirse" (Keaton, 1986). Esta definición se basa en dos teorías: teoría celular y teorías de la biogénesis. fue propuesto por primera vez a fines de la década de 1830 por los científicos alemanes Matthias Jakob Schleiden y Theodor Schwann. Argumentaron que todos los seres vivos están formados por células. La teoría de la biogénesis, propuesta por Rudolf Virchow en 1858, establece que todas las células vivas surgen de células existentes (vivas) y no pueden surgir espontáneamente de materia no viva.

Los componentes de las células están encerrados en una membrana que actúa como barrera entre el mundo exterior y los componentes internos de la célula. membrana celular- una barrera selectiva, lo que significa que pasa algunos químicos que mantienen el equilibrio necesario para la vida de las células.

La membrana celular regula el movimiento. sustancias químicas de celda a celda de las siguientes maneras:

• difusión (la tendencia de las moléculas de una sustancia a minimizar la concentración, es decir, el movimiento de moléculas desde un área con mayor concentración hacia un área con menor concentración hasta igualar la concentración);
• ósmosis (el movimiento de moléculas de solvente a través de una membrana parcialmente permeable para igualar la concentración de un soluto que no puede moverse a través de la membrana);
• transporte selectivo (utilizando canales de membrana y bombas).

Los procariotas son organismos compuestos por células que no tienen núcleo celular ni organelos de membrana. Esto significa que el material genético del ADN en procariotas no está unido al núcleo. Además, el ADN de las procariotas está menos estructurado que el de las eucariotas. En los procariotas, el ADN es de bucle único. El ADN eucariótico está organizado en cromosomas. La mayoría de los procariotas constan de una sola célula (unicelulares), pero hay algunos que son multicelulares. Los científicos dividen a los procariotas en dos grupos: y.

Una célula procariótica típica incluye:

• membrana plasmática (celular);
• citoplasma;
• ribosomas;
• flagelos y pelos;
• nucleoide;
• plásmidos;

eucariotas

Los eucariotas son organismos vivos cuyas células contienen un núcleo y organelos de membrana. El material genético en los eucariotas se encuentra en el núcleo y el ADN se organiza en cromosomas. organismos eucariotas puede ser unicelular o pluricelular. son eucariotas. También los eucariotas incluyen plantas, hongos y protozoos.

Una célula eucariota típica incluye:

• nucléolo;