პროკარიოტული და ევკარიოტული უჯრედები: სტრუქტურა, განსხვავებები. ევკარიოტული და პროკარიოტული უჯრედები: მახასიათებლები, ფუნქციები და სტრუქტურა ევკარიოტული და პროკარიოტული უჯრედების განმასხვავებელი ნიშნები
უჯრედი არის ყველა ორგანიზმის სტრუქტურისა და სიცოცხლის ელემენტარული სტრუქტურული და ფუნქციური ერთეული, რომელსაც აქვს საკუთარი მეტაბოლიზმი და შეუძლია დამოუკიდებელი არსებობა, თვითრეპროდუქცია. ორგანიზმებს, რომლებიც შედგება ერთი უჯრედისგან, ეწოდებათ ერთუჯრედულს. მრავალი პროტოზოა (სარკოდები, ფლაგელატები, სპოროზოები, ცილიტები) და ბაქტერიები შეიძლება მიეკუთვნებოდეს უჯრედულ ორგანიზმებს. მისი შემადგენლობის თითოეულ უჯრედს აქვს 80%-მდე წყალი და მხოლოდ დანარჩენი ხვდება მშრალი ნივთიერების მასაზე.
უჯრედების სტრუქტურის თავისებურებები
ყველა უჯრედის ფორმებისიცოცხლე, მათი შემადგენელი უჯრედების სტრუქტურული მახასიათებლების მიხედვით, შეიძლება დაიყოს ორ ტიპად (სუპერ სამეფო):
1. პროკარიოტები (პრებირთვული) - ისინი, რომლებიც წარმოიქმნება ადრე ევოლუციის პროცესში და უფრო მარტივია აგებულებით. ეს არის უჯრედული ცოცხალი ორგანიზმები, რომლებსაც არ აქვთ კარგად ჩამოყალიბებული უჯრედის ბირთვი და სხვა შიდა მემბრანის ორგანელები. უჯრედის საშუალო დიამეტრი 0,5-10 მიკრონი. მას აქვს ერთი წრიული დნმ-ის მოლეკულა, რომელიც მდებარეობს ციტოპლაზმაში. აქვს მარტივი ორობითი დაშლა. ამ შემთხვევაში, დაშლის spindle არ არის ჩამოყალიბებული;
2. ევკარიოტები (ბირთვული) - რომელიც უფრო გვიან გაჩნდა რთული უჯრედები. ყველა ორგანიზმი გარდა ბაქტერიებისა და არქეების არის ბირთვული. თითოეული ბირთვული უჯრედიშეიცავს ბირთვს. უჯრედის საშუალო დიამეტრი 10-100 მიკრონი. ჩვეულებრივ აქვს რამდენიმე ხაზოვანი დნმ-ის მოლეკულა (ქრომოსომა), რომელიც მდებარეობს ბირთვში. მას აქვს მეიოზის ან მიტოზის დაყოფა. აყალიბებს გაყოფის ღერძს.
თავის მხრივ, ევკარიოტები ასევე შეიძლება დაიყოს ორ ტიპად (სამეფო):
1. მცენარეული უჯრედები;
2. ცხოველური უჯრედები.
სტრუქტურული მახასიათებლები ცხოველური უჯრედიჩანს ზემოთ მოცემულ სურათზე. უჯრედი შეიძლება დაიყოს შემდეგ ნაწილებად:
1. უჯრედის მემბრანა;
2. ციტოპლაზმა ან ციტაზოლი;
3. ციტოჩონჩხი;
4. ცენტრიოლები;
5. გოლჯის აპარატი;
6. ლიზოსომა;
7. რიბოსომა;
8. მიტოქონდრია;
11. ბირთვი;
12. ნუკლეოლუსი;
13. პეროქსისომა.
მცენარეული უჯრედის სტრუქტურული თავისებურებები ასევე ჩანს ზემოთ მოცემულ სურათზე. უჯრედი შეიძლება დაიყოს შემდეგ ნაწილებად:
1. უჯრედის მემბრანა;
2. ციტოპლაზმა ან ციტაზოლი;
3. ციტოჩონჩხი;
4. ფორები;
5. გოლჯის აპარატი;
6. ცენტრალური ვაკუოლი;
7. რიბოსომა;
8. მიტოქონდრია;
9. უხეში ენდოპლაზმური ბადე;
10. გლუვი ენდოპლაზმური ბადე;
11. ბირთვი;
12. ნუკლეოლუსი.
ევკარიოტული და პროკარიოტული უჯრედების სტრუქტურული მახასიათებლები
შეიძლება მთელი სტატიის დაწერა ევკარიოტული და პროკარიოტული უჯრედების სტრუქტურული მახასიათებლების შესახებ, მაგრამ მაინც შევეცდებით გამოვყოთ მხოლოდ მნიშვნელოვანი ნაწილები და გავაანალიზოთ განსხვავება ერთ სუპერსამეფოს შორის მეორეზე. ჩვენ ვიწყებთ განსხვავების აღწერას ბირთვზე გადასვლით.
| უჯრედების შედარებითი ცხრილი | ||
|---|---|---|
| შედარება | პროკარიოტული უჯრედი (პრებირთვული) | ევკარიოტული უჯრედი (ბირთვული) |
| უჯრედის ზომა | 0,5-10 მკმ | 10-100 მკმ |
| დნმ-ის მოლეკულა | ციტოპლაზმაში ნაპოვნი ერთი წრიული მოლეკულა | დნმ-ის რამდენიმე ხაზოვანი მოლეკულა, რომელიც მდებარეობს ბირთვში |
| უჯრედის დაყოფა | მარტივი ორობითი | მეიოზი ან მიტოზი |
| უჯრედის კედელი | შედგება პოლიმერული ცილა-ნახშირწყლების მოლეკულებისგან | აქვს მცენარეული უჯრედებიშედგება ცელულოზისგან. ცხოველებს უჯრედები არ აქვთ. |
| უჯრედის მემბრანა | Იქ არის | Იქ არის |
| ციტოპლაზმა | Იქ არის | Იქ არის |
| EPR* | არა | Იქ არის |
| გოლგის აპარატი | არა | Იქ არის |
| მიტოქონდრია | არა | Იქ არის |
| ვაკუოლები | არა | უჯრედების უმეტესობას აქვს |
| ციტოჩონჩხი | არა | Იქ არის |
| ცენტრიოლა | არა | აქვს ცხოველური უჯრედები |
| რიბოზომები | Იქ არის | Იქ არის |
| ლიზოსომები | არა | Იქ არის |
| ბირთვი | ბირთვული რეგიონი ბირთვული მემბრანის გარეშე | გარშემორტყმულია გარსით |
* EPR - ენდოპლაზმური რეტიკულუმი
1. გაიხსენეთ მრავალბირთვიანი უჯრედების მაგალითები.
უპასუხე. მრავალბირთვიანი უჯრედი უჯრედის ტიპი, რომელსაც აქვს მრავალი ბირთვი. ბირთვები იქმნება, როდესაც უჯრედში მხოლოდ ბირთვი განმეორებით იყოფა, ხოლო უჯრედი მთლიანობაში და მისი მემბრანა უცვლელი რჩება. ასეთი უჯრედები შედგება, მაგალითად, განივზოლიანი კუნთოვანი ბოჭკოებისგან; ისინი ქმნიან ქსოვილს, რომელიც ცნობილია როგორც სინციტიუმი (სოკეტი). მრავალბირთვიანი უჯრედები ასევე გვხვდება ზოგიერთ წყალმცენარეებსა და სოკოებში.
2. რა ფორმა შეიძლება ჰქონდეს ბაქტერიას?
უპასუხე. მორფოლოგიის თავისებურებების მიხედვით გამოიყოფა ბაქტერიების შემდეგი ჯგუფები: კოკები (მეტ-ნაკლებად სფერული), ბაცილები (ღეროები ან ცილინდრები მომრგვალებული ბოლოებით), სპირილა (ხისტი სპირალები) და სპიროქეტები (თხელი და მოქნილი თმის მსგავსი ფორმები). ზოგიერთი ავტორი მიდრეკილია ბოლო ორი ჯგუფის ერთ – სპირილაში გაერთიანებისკენ.
კითხვები §18-ის შემდეგ
1. როგორია დნმ-ის ფორმა ბაქტერიებში?
უპასუხე. პროკარიოტულ უჯრედებში ნაპოვნი ერთადერთი წრიული დნმ-ის მოლეკულა, რომელსაც ჩვეულებრივ უწოდებენ ბაქტერიულ ქრომოსომას, მდებარეობს უჯრედის ცენტრში, მაგრამ ეს დნმ-ის მოლეკულა არ არის გარშემორტყმული მემბრანით და მდებარეობს პირდაპირ ციტოპლაზმაში მჭიდროდ დაგრეხილი სპირალების სახით.
2. შეიძლება თუ არა ბაქტერიების გამრავლება სქესობრივი გზით?
უპასუხე. სექსუალური რეპროდუქციაპროკარიოტებში, ის გაცილებით ნაკლებად გავრცელებულია, ვიდრე ასექსუალური, მაგრამ ძალიან მნიშვნელოვანია, რადგან გენეტიკური ინფორმაციის გაცვლისას ბაქტერიები ერთმანეთს გადასცემენ წინააღმდეგობას არასასურველ ეფექტებზე (მაგალითად, წამლებზე). სქესობრივი პროცესის დროს ბაქტერიებს შეუძლიათ გაცვალონ ბაქტერიული ქრომოსომის ორივე ნაწილი და სპეციალური მცირე წრიული ორჯაჭვიანი დნმ-ის მოლეკულები - პლაზმიდები. გაცვლა შეიძლება მოხდეს ორ ბაქტერიას შორის ციტოპლაზმური ხიდის მეშვეობით, ან ვირუსებით, რომლებიც იღებენ ერთი ბაქტერიის დნმ-ის ნაწილებს და გადააქვთ სხვა ბაქტერიულ უჯრედებში, რომლებსაც ისინი აინფიცირებენ.
3. როდის ქმნიან ბაქტერიები სპორებს და რა ფუნქცია აქვთ მათ?
უპასუხე. არა ხელსაყრელი პირობები(სიცივე, სიცხე, გვალვა და ა.შ.) ბევრ ბაქტერიას შეუძლია სპორების წარმოქმნა. სპორულაციის დროს ბაქტერიული ქრომოსომის გარშემო წარმოიქმნება სპეციალური მკვრივი გარსი და უჯრედის დანარჩენი შიგთავსი კვდება. სპორა შეიძლება ათწლეულების განმავლობაში მიძინებული დარჩეს და ხელსაყრელ პირობებში მისგან ისევ აქტიური ბაქტერია ამოვარდება. ახლახან გერმანელმა მკვლევარებმა განაცხადეს, რომ მათ შეძლეს ბაქტერიების სპორების „აღორძინება“, რომლებიც წარმოიქმნა 180 მილიონი წლის წინ, როდესაც უძველესი ზღვები დაშრა!
4. რა არის მეზოსომები და რა ფუნქციებს ასრულებენ ისინი?
უპასუხე. პროკარიოტების უჯრედის მემბრანა ქმნის უამრავ პროტრუზიას უჯრედში - მეზოზომებში. ისინი შეიცავს ფერმენტებს, რომლებიც უზრუნველყოფენ მეტაბოლურ რეაქციებს პროკარიოტულ უჯრედში.
განვიხილოთ ცხრილი 3. მონიშნეთ ძირითადი განსხვავებები პროკარიოტულ და ევკარიოტულ უჯრედებს შორის.
უპასუხე. ევკარიოტები ცოცხალი ორგანიზმების სამეფოა. ბერძნულიდან თარგმნილი, "ევკარიოტი" ნიშნავს "ბირთის ფლობას". შესაბამისად, ამ ორგანიზმებს შემადგენლობაში აქვთ ბირთვი, რომელშიც დაშიფრულია ყველა გენეტიკური ინფორმაცია. მათ შორისაა სოკოები, მცენარეები და ცხოველები.
პროკარიოტები ცოცხალი ორგანიზმებია, რომლებსაც არ აქვთ ბირთვი უჯრედებში. დამახასიათებელი წარმომადგენლებიპროკარიოტები არის ბაქტერიები და ციანობაქტერიები.
ევკარიოტები და პროკარიოტები ზომით ძალიან განსხვავდებიან ერთმანეთისგან. ამრიგად, ევკარიოტული უჯრედის საშუალო დიამეტრი 40 მიკრონი ან მეტია, პროკარიოტული უჯრედის კი 0,3-5,0 მიკრონი მმ.
პროკარიოტებს აქვთ წრიული დნმ, რომელიც მდებარეობს ნუკლეოიდში. ეს უჯრედის რეგიონი გამოყოფილია ციტოპლაზმის დანარჩენი ნაწილისგან მემბრანით. დნმ-ს არაფერი აქვს საერთო რნმ-სთან და ცილებთან, არ არსებობს ქრომოსომა.
ევკარიოტული უჯრედების დნმ წრფივია, მდებარეობს ბირთვში, რომელშიც არის ქრომოსომა.
პროკარიოტები მრავლდებიან უპირველეს ყოვლისა მარტივი ბისექციის გზით, ხოლო ევკარიოტები იყოფა მიტოზის, მეიოზის ან ამ ორის კომბინაციით.
ევკარიოტულ უჯრედებს აქვთ ორგანელები, რომლებიც ხასიათდება საკუთარი გენეტიკური აპარატის არსებობით: მიტოქონდრიები და პლასტიდები. ისინი გარშემორტყმულია გარსით და აქვთ გაყოფის გზით გამრავლების უნარი.
პროკარიოტულ უჯრედებში ასევე გვხვდება ორგანელები, მაგრამ უფრო მცირე რაოდენობით და არ შემოიფარგლება მემბრანით.
ევკარიოტული დროშები საკმაოდ რთული სტრუქტურაა. ზოგიერთ პროკარიოტს ასევე აქვს დროშები, ისინი მრავალფეროვანია და აქვთ მარტივი სტრუქტურა.
ანიმაციური სცენარი O 9 9 - L- 7
"ევკარიოტული და პროკარიოტული უჯრედების შედარება".
ეკრანი 1.
ლაბორატორიული სამუშაო: „ევკარიოტული და პროკარიოტული უჯრედების შედარება“.
(ნახ. 1) 
(ნახ. 2)
ეკრანი 2
აღჭურვილობა: მაგიდა, მაგიდაზე:
მიკროსკოპის ქსოვილის ხელსახოცი მოამზადა ბაქტერიების და ევკარიოტული უჯრედების მიკროპრეპარატები
ევკარიოტული და პროკარიოტული უჯრედების სტრუქტურის ცხრილები
ეკრანი 3.
(ეკრანის ზედა ხაზი) ლაბორატორია: "ევკარიოტული და პროკარიოტული უჯრედების შედარება."
მიზანი: უჯრედების ორი დონის გაცნობა, ბაქტერიული უჯრედის სტრუქტურის შესწავლა, ბაქტერიების და პროტოზოების უჯრედების სტრუქტურის შედარება.
ეკრანი 4. (ეკრანის ზედა ხაზი) ევკარიოტები.
ტექსტის დემონსტრირება + ხმოვანი მოქმედება
(სურ. 3) (სურ. 4) (სურ. 5)
ევკარიოტები ან ბირთვული (ბერძნულიდან eu - კარგი და კარიონი - ბირთვი) - ორგანიზმები, რომლებიც შეიცავს მკაფიოდ განსაზღვრულ ბირთვს უჯრედებში. ევკარიოტებში შედის უჯრედული და მრავალუჯრედიანი მცენარეები, სოკოები და ცხოველები, ანუ ყველა ორგანიზმი ბაქტერიების გარდა. ევკარიოტული უჯრედები სხვადასხვა სამეფოებიგანსხვავდება რამდენიმე გზით. მაგრამ ბევრი თვალსაზრისით მათი სტრუქტურა მსგავსია. რა არის ევკარიოტული უჯრედების მახასიათებლები? წინა გაკვეთილებიდან მოგეხსენებათ, რომ ცხოველთა უჯრედებს არ აქვთ უჯრედის მემბრანა, რომელიც აქვთ მცენარეებსა და სოკოებს, არ არსებობს პლასტიდები, რომლებიც მცენარეებსა და ზოგიერთ ბაქტერიას აქვთ. ცხოველთა უჯრედებში ვაკუოლები ძალიან მცირე და არასტაბილურია. უფრო მაღალ მცენარეებში ცენტრიოლები არ არის ნაპოვნი.
ეკრანი 5. (ეკრანის ზედა ხაზი) პროკარიოტები.
ტექსტის დემონსტრირება + ხმოვანი მოქმედება
(ნახ. 6)
პროკარიოტულ ან პრებირთვულ უჯრედებს (ლათინურიდან pro - ნაცვლად, წინ და კარიონი) არ აქვთ ჩამოყალიბებული ბირთვი. მათი ბირთვული ნივთიერება ციტოპლაზმაში მდებარეობს და მისგან გარსით არ არის შემოსაზღვრული. პროკარიოტები უძველესი პრიმიტიული ერთუჯრედიანი ორგანიზმებია. მათ შორისაა ბაქტერიები და ციანობაქტერიები. ისინი მრავლდებიან მარტივი გაყოფით. პროკარიოტებში დნმ-ის ერთი წრიული მოლეკულა მდებარეობს ციტოპლაზმაში, რომელსაც ეწოდება ნუკლეოიდი ან ბაქტერიული ქრომოსომა, რომელშიც ჩაწერილია ბაქტერიული უჯრედის ყველა მემკვიდრეობითი ინფორმაცია. რიბოსომები განლაგებულია უშუალოდ ციტოპლაზმაში. პროკარიოტული უჯრედები ჰაპლოიდურია. ისინი არ შეიცავს მიტოქონდრიებს, გოლჯის კომპლექსს, EPS-ს. მათში ატფ-ის სინთეზი ხორციელდება პლაზმურ მემბრანაზე. პროკარიოტული უჯრედები, ასევე ევკარიოტული უჯრედები, დაფარული პლაზმური მემბრანა. რომლის თავზე არის უჯრედის კედელი და ლორწოვანი კაფსულა. მიუხედავად მათი შედარებითი სიმარტივისა, პროკარიოტები ტიპიური დამოუკიდებელი უჯრედებია.
ეკრანი 6 (
ტექსტის დემონსტრირება + გახმოვანება: „წინა პრაქტიკული სამუშაოთქვენ უნდა წაიკითხოთ სახელმძღვანელო."
წინადადებები თანმიმდევრულად ჩანს სურათის ზემოთ.
1. მიკროსკოპით შეისწავლეთ ევკარიოტული უჯრედების მზა მიკროპრეპარატები: ამება, ქლამიდომონა და მუკორი.
2. შეისწავლეთ პროკარიოტული უჯრედის მზა მიკროპრეპარატი მიკროსკოპის ქვეშ.
3. განვიხილოთ ცხრილები ევკარიოტული და პროკარიოტული უჯრედების სტრუქტურით.
4. შეავსეთ ცხრილი, აღნიშნეთ ორგანოიდის არსებობა „+“ და არარსებობა „-“. დაწერეთ რომელი ორგანიზმები არიან პროკარიოტები და ევკარიოტები.
შედარებითი მახასიათებლებიპროკარიოტები და ევკარიოტები
| ნიშნები | პროკარიოტები | ევკარიოტები |
| მორთული ბირთვის არსებობა | ||
| ციტოპლაზმა | ||
| მიტოქონდრია | ||
| რიბოზომები | ||
| რომელი ორგანიზმებია |
ეკრანი 7 (ზედა ხაზი) ლაბორატორია: ევკარიოტული და პროკარიოტული უჯრედების შედარება.
| დემონსტრაცია | ხმის მოქმედება |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ჩნდება მიკროსკოპი და მცენარეული ქსოვილების მზა მიკროპრეპარატები. ხელი სარკეს ხელსახოცით იწმენდს, შემდეგ თვალი ჩნდება, რომელიც ოკულარში იყურება. ხელები ათავსებენ საერთო ამების მომზადებას საგნის მაგიდაზე, შემდეგ ატრიალებენ მბრუნავ მაგიდას, ობიექტივი ჩერდება, ლინზის გამოსახულება და მასზე არსებული რიცხვები (x8) გადიდებულია, ლინზა უბრუნდება თავდაპირველ ზომას. ხელები სარკეს ატრიალებენ. წამლის მომატება. გაადიდეთ და აჩვენეთ ამება მიკროპრეპარატი
ჩნდება ქლამიდომონას მზა პრეპარატი. ხელები წამალს ათავსებენ სცენაზე. თვალი მიმართულია ოკულარულისკენ. გაადიდეთ და აჩვენეთ უჯრედის სტრუქტურა.
წამალი ამოღებულია, მიკროსკოპი ამოღებულია. ჩნდება მზა პრეპარატი Mucor. ხელები წამალს ათავსებენ სცენაზე. თვალი მიმართულია ოკულარულისკენ. გაადიდეთ და აჩვენეთ უჯრედის სტრუქტურა.
წამალი ამოღებულია, მიკროსკოპი ამოღებულია. ჩნდება ბაქტერიული უჯრედის მზა პრეპარატი. ხელები წამალს ათავსებენ სცენაზე. თვალი მიმართულია ოკულარულისკენ. გაადიდეთ და აჩვენეთ უჯრედის სტრუქტურა.
ჩნდება ცხრილები ევკარიოტული უჯრედების სტრუქტურით
და პროკარიოტები
გამოჩნდება რვეული და კალამი. ერთი ხელით იღებს რვეულს, ხსნის და ავსებს ცხრილს.
გამომავალი ტექსტი: პროკარიოტული უჯრედის შიგნით არ არის მემბრანებით გარშემორტყმული ორგანელები, ე.ი. მას არ აქვს ენდოპლაზმური ბადე, მიტოქონდრია, პლასტიდები, გოლჯის კომპლექსი, ბირთვი. პროკარიოტებს ხშირად აქვთ მოძრაობის ორგანელები - ფლაგელები და ცილიები. ევკარიოტებს აქვთ ბირთვი და ორგანელები, უფრო რთული სტრუქტურა, რომელიც მიუთითებს ევოლუციის პროცესზე. | მოამზადეთ მიკროსკოპი. მიკროსკოპით შეისწავლეთ ევკარიოტული უჯრედების მომზადებული მიკროპრეპარატები. განვიხილოთ ცხრილები ევკარიოტული და პროკარიოტული უჯრედების სტრუქტურით. შეავსეთ ცხრილი, აღნიშნეთ ორგანოიდის არსებობა "+" და არარსებობა "-". დაწერეთ რომელი ორგანიზმები არიან პროკარიოტები და ევკარიოტები. დასკვნა: არის თუ არა ფუნდამენტური განსხვავებები პროკარიოტებსა და ევკარიოტებს შორის? რისი თქმა შეუძლია მას? |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
(სურ. 14)შენიშვნა 1
ყველა ცნობილი უჯრედული და მრავალუჯრედიანი ორგანიზმი იყოფა ორ ჯგუფად - პროკარიოტები და ევკარიოტები.
ცხოველთა უჯრედებს, მცენარეთა და სოკოს სახეობების უმეტესობის უჯრედებს ახასიათებთ ყველა უჯრედისთვის დამახასიათებელი ინტერფაზური ბირთვი და ორგანელები. ამ ორგანიზმებს ე.წ ბირთვული, ან ევკარიოტები.
ორგანიზმების სხვა, უფრო მცირე ჯგუფს და, ალბათ, უფრო უძველესი წარმოშობით, ე.წ პროკარიოტები (წინა ბირთვული). ეს არის ბაქტერიები და ლურჯ-მწვანე წყალმცენარეები (ციანობაქტერიები), რომლებსაც არ გააჩნიათ ნამდვილი ბირთვი და მრავალი ციტოპლაზმური ორგანელა.
პროკარიოტული უჯრედები
პროკარიოტულ უჯრედებს აქვთ შედარებით მარტივი სტრუქტურა. პროკარიოტულ უჯრედს არ აქვს ნამდვილი ბირთვი, ბირთვი ან ქრომოსომა. Იმის მაგივრად უჯრედის ბირთვიარის ექვივალენტი - ნუკლეოიდი(ბირთვის მსგავსი წარმონაქმნი), მოკლებულია გარსს და შედგება ერთი წრიული დნმ-ის მოლეკულისგან, რომელიც დაკავშირებულია ცილებთან ძალიან მცირე რაოდენობით. ეს კასეტური ნუკლეინის მჟავაციტოპლაზმაში დევს და მისგან მემბრანით არ გამოყოფილი ცილები.
შენიშვნა 2
სწორედ ეს თვისებაა გადამწყვეტი უჯრედების პროკარიოტებად (წინა ბირთვულ) და ევკარიოტებად (ბირთვულ) დაყოფაში.
პროკარიოტულ უჯრედებს არ აქვთ შიდა მემბრანები, გარდა პლაზმალემაში ჩაღრმავებებისა. ეს ნიშნავს, რომ მათ აკლიათ ისეთი ორგანელები, როგორიცაა მიტოქონდრია, ენდოპლაზმური ბადე, ქლოროპლასტები, ლიზოსომები და გოლგის კომპლექსი, რომლებიც გარშემორტყმულია გარსით და იმყოფება ევკარიოტულ უჯრედებში. ასევე არ არის ვაკუოლები. ორგანელებიდან მხოლოდ ევკარიოტული უჯრედების რიბოსომები უფრო მცირეა.
პროკარიოტული უჯრედები დაფარულია მკვრივი უჯრედის კედლით და ხშირად ლორწოვანი კაფსულით.
ნაწილი უჯრედის კედელიშედის მურეინი. მისი მოლეკულა შედგება პარალელური პოლისაქარიდის ჯაჭვებისგან, რომლებიც ჯვარედინი არიან ერთმანეთთან პეპტიდების მოკლე ჯაჭვებით.
პლაზმური მემბრანა შეიძლება ჩამოიწიოს ციტოპლაზმაში და ჩამოყალიბდეს მეზოსომები. რედოქს ფერმენტები განლაგებულია მესოზომების მემბრანებზე, ხოლო ფოტოსინთეზურ პროკარიოტებში მათ ასევე აქვთ შესაბამისი პიგმენტები (ბაქტერიოქლოროფილი ბაქტერიებში, ქლოროფილი a და ფიკობილინი ციანობაქტერიებში). ამის გამო, ასეთ მემბრანებს შეუძლიათ შეასრულონ მიტოქონდრიების, ქლოროპლასტების და სხვა ორგანელების ფუნქციები. პროკარიოტების ასექსუალური გამრავლება ხორციელდება მარტივი უჯრედების ნახევარზე გაყოფით.
ევკარიოტული უჯრედები
ყველა ევკარიოტული უჯრედი იყოფა კუპეებად - რეაქციის სივრცეებად - მრავალი მემბრანით. ამ განყოფილებებში, სხვადასხვა ქიმიური რეაქციები ხდება ერთმანეთისგან დამოუკიდებლად ერთდროულად.
უჯრედში ძირითადი ფუნქციები ნაწილდება ბირთვსა და სხვადასხვა ორგანელებს შორის - მიტოქონდრია, რიბოსომები, გოლჯის კომპლექსი და ა.შ. ბირთვი, პლასტიდები და მიტოქონდრია ციტოპლაზმიდან გამოყოფილია ორმემბრანიანი მემბრანით. უჯრედის ბირთვი შეიცავს გენეტიკურ მასალას. მცენარეთა ქლოროპლასტები ძირითადად ასრულებენ მზის ენერგიის დაჭერის ფუნქციას და გარდაქმნის მას ნახშირწყლების ქიმიურ ენერგიად ფოტოსინთეზის დროს, ხოლო მიტოქონდრია გამოიმუშავებს ენერგიას ნახშირწყლების, ცხიმების, ცილების და სხვა ორგანული ნაერთების დაშლის გზით.
ევკარიოტული უჯრედების ციტოპლაზმის მემბრანული სისტემები მოიცავს ენდოპლაზმურ რეტიკულუმს და გოლჯის კომპლექსს, რომლებიც აუცილებელია განხორციელებისთვის. ცხოვრების პროცესებიუჯრედები. ლიზოსომები, პეროქსიზომები და ვაკუოლები ასევე ასრულებენ სპეციფიკურ ფუნქციებს.
მხოლოდ არამემბრანული წარმოშობის ქრომოსომები, რიბოსომები, მიკროტუბულები და მიკროფილამენტები.
ევკარიოტული უჯრედები იყოფა მიტოზით.
| უჯრედის სტრუქტურები | ევკარიოტული უჯრედი | პროკარიოტული უჯრედი |
| ციტოპლაზმური მემბრანა | Იქ არის | Იქ არის; მემბრანის ინვაგინაციები ქმნის მეზოზომებს |
| ბირთვი | აქვს ორმემბრანიანი მემბრანა, შეიცავს ერთ ან მეტ ბირთვს | არა; არსებობს ბირთვის ეკვივალენტი - ნუკლეოიდი - ციტოპლაზმის ნაწილი, რომელიც შეიცავს დნმ-ს, რომელიც არ არის გარშემორტყმული მემბრანით |
| გენეტიკური მატერიალი | ხაზოვანი დნმ-ის მოლეკულები, რომლებიც დაკავშირებულია ზურგებთან | წრიული დნმ-ის მოლეკულები, რომლებიც არ ასოცირდება ცილებთან |
| Ენდოპლაზმურ ბადეში | Იქ არის | არა |
| გოლგის კომპლექსი | Იქ არის | არა |
| ლიზოსომები | Იქ არის | არა |
| მიტოქონდრია | Იქ არის | არა |
| პლასტიდები | Იქ არის | არა |
| ცენტრიოლები, მიკროტუბულები, მიკროფილამენტები | Იქ არის | არა |
| ფლაგელა | თუ არსებობს, ისინი შედგება მიკროტუბულებისგან, რომლებიც გარშემორტყმულია ციტოპლაზმური მემბრანით | თუ არსებობს, ისინი არ შეიცავს მიკროტუბულებს და არ არიან გარშემორტყმული ციტოპლაზმური მემბრანით. |
| უჯრედის კედელი | არის მცენარეები (სიძლიერე, იძლევა ცელულოზას) და სოკოები (სიძლიერე იძლევა ქიტინს) | დიახ (სიძლიერე იძლევა პეპტიდოგლიკანს) |
| კაფსულა ან ლორწოვანი გარსი | არა | ზოგიერთ ბაქტერიას აქვს |
| რიბოზომები | დიახ, დიდი (80S) | დიახ, პატარა (70S) |
ტესტები:
1. სიცოცხლის მხარდაჭერა ნებისმიერ დონეზე ასოცირდება გამრავლების ფენომენთან. ორგანიზაციის რომელ დონეზე ხდება რეპროდუქცია მატრიცის სინთეზის საფუძველზე
ა. მოლეკულური
B. სუბუჯრედული
V. ფიჭური
გ.ტკანევი
D. ორგანიზმის დონეზე
2. დადგენილია, რომ ორგანიზმების უჯრედებში არ არის მემბრანული ორგანელები და მათ მემკვიდრეობით მასალას არ გააჩნია ნუკლეოსომური ორგანიზაცია. რა არის ეს ორგანიზმები?
ა პროტოზოა
B. ვირუსები
B. ასკომიცეტები
გ.ევკარიოტები
დ.პროკარიოტები
3. ბიოლოგიის გაკვეთილზე მასწავლებელმა მთხოვა მიმენიშნა ლაბორატორიული სამუშაომიკროსკოპის გადიდების ხარისხი, რომელიც გამოიყენებოდა მიკროპრეპარატების შესწავლისას. ერთ-ერთმა მოსწავლემ დავალებას თავისით ვერ გაართვა თავი. როგორ სწორად გამოვთვალოთ ეს მაჩვენებელი?
ა. გაამრავლეთ ყველა მიკროსკოპის მიზნებზე მითითებული ინდიკატორები
B. გაყავით უფრო დაბალი გადიდების მქონე ლინზის მნიშვნელობა უფრო მაღალი გადიდების ლინზის მნიშვნელობაზე
B. გაამრავლეთ ობიექტური და ოკულარული გადიდება
დ. ობიექტური გადიდება ოკულარზე
E. გამოაკლეთ ყველა მიკროსკოპის ობიექტზე მითითებულ მნიშვნელობებს თვალის გადიდების მნიშვნელობას
4. მიკროპრეპარატის შესწავლისას მოსწავლემ ობიექტის მაგიდაზე დამაგრების და ხედვის ველის ოპტიმალური განათების მიღწევის შემდეგ დაამონტაჟა x40 ლინზა და შეიხედა ლინზაში. მასწავლებელმა შეაჩერა მოსწავლე და თქვა, რომ მუშაობისას დაშვებული იყო ფუნდამენტური შეცდომა. რა შეცდომა დაუშვა?
ა მიკროპრეპარატის დაფიქსირება არ ღირდა
ბ. მიკროპრეპარატის შესწავლა უნდა დაწყებულიყო დაბალი გადიდების მიზნით
B. განათება მორგებულია ბოლოს
D. პრეპარატის ფიქსაცია ტარდება კვლევის დასრულებამდე
D. ყველა მანიპულაცია უნდა განხორციელდეს საპირისპირო მიზნით.
5. სიცოცხლის არსებობა ყველა დონეზე განისაზღვრება უფრო მეტის სტრუქტურით დაბალი დონე. ორგანიზაციის რა დონე უსწრებს და უზრუნველყოფს სიცოცხლის არსებობას უჯრედულ დონეზე:
ა. პოპულაცია-სახეობა
ბ.ტკანევა
B. მოლეკულური
G. Organismic
D. ბიოცენოტიკური
ცოდნის კონტროლის ამოცანები:
1. როდესაც ცდილობდა მიკროპრეპარატის შესწავლას სინათლის მიკროსკოპის გამოყენებით, მკვლევარმა აღმოაჩინა, რომ მთელი ხედვის ველი ჩაბნელებული იყო. რა შეიძლება იყოს ამ ფენომენის მიზეზი? როგორ მოვაგვაროთ ეს პრობლემა?
2. სინათლის მიკროსკოპის გამოყენებით მიკროპრეპარატის შესწავლისას მკვლევარმა აღმოაჩინა, რომ ხედვის ველის მხოლოდ ნახევარი იყო განათებული. რა შეიძლება იყოს ამ ფენომენის მიზეზი? როგორ მოვაგვაროთ ეს პრობლემა?
3. რა მანიპულაციები უნდა ჩატარდეს, თუ მსუბუქი მიკროსკოპის გამოყენებისას დაკვირვებული ობიექტი აშკარად არ ჩანს?
ა) თუ ოკულარს აქვს აღნიშვნა "x15", ხოლო ლინზაზე "x8"
ბ) თუ თვალის ლინზის გადიდება არის „x10“, ხოლო ობიექტივი არის „x40“
6. მასწავლებელთან ანალიზისა და მისი ათვისების კონტროლის მასალები:
6.1. მასწავლებელთან გაკვეთილის თემის ათვისების ძირითადი საკითხების ანალიზი.
6.2. მეთოდების მასწავლებლის დემონსტრირება პრაქტიკულიხრიკები თემაზე.
6.3. მასალა ამისთვის კონტროლიმასალის დაუფლება:
კითხვები მასწავლებელთან განსახილველად:
1. სამედიცინო ბიოლოგია, როგორც მეცნიერება ადამიანის ცხოვრების საფუძვლების შესახებ, რომელიც შეისწავლის მემკვიდრეობის, ცვალებადობის, ინდივიდუალური და ევოლუციური განვითარების ნიმუშებს, აგრეთვე მორფოფიზიოლოგიურ და საკითხებს. სოციალური ადაპტაციაპირობა პირობებს გარემომის ბიოსოციალურ არსთან დაკავშირებით.
2. ზოგადი და სამედიცინო ბიოლოგიის განვითარების დღევანდელი ეტაპი. ბიოლოგიის ადგილი სამედიცინო განათლების სისტემაში.
3. ცხოვრების არსი. ცოცხალის თვისებები. სიცოცხლის ფორმები, მისი ფუნდამენტური თვისებები და ატრიბუტები. სიცოცხლის ცნების განმარტება ბიოლოგიური მეცნიერების განვითარების დღევანდელ დონეზე.
4. სიცოცხლის ორგანიზაციის ევოლუციურად განპირობებული სტრუქტურული დონეები; დონეების ელემენტარული სტრუქტურები და მათ დამახასიათებელი ძირითადი ბიოლოგიური მოვლენები.
5. იდეების მნიშვნელობა მედიცინისთვის ცხოვრების ორგანიზების დონეების შესახებ.
6. ადამიანის განსაკუთრებული ადგილი ორგანული სამყაროს სისტემაში.
7. ფიზიკურ-ქიმიური, ბიოლოგიური და სოციალური მოვლენების თანაფარდობა ადამიანის ცხოვრებაში.
8. ოპტიკური სისტემებიბიოლოგიურ კვლევაში. სინათლის მიკროსკოპის სტრუქტურა და მასთან მუშაობის წესები.
9. დროებითი მიკროპრეპარატების დამზადების ტექნიკა, მათი შესწავლა და აღწერა. უჯრედის სტრუქტურის შესწავლის მეთოდები
პრაქტიკული ნაწილი
1. გამოყენება გაიდლაინებიშეისწავლეთ მიკროსკოპის სტრუქტურა და მასთან მუშაობის წესები.
2. შეიმუშავეთ მიკროსკოპით მუშაობისა და ბამბის ბამბის ბოჭკოების, პეპლის ფრთების ქერცლების დროებითი პრეპარატების დამზადების უნარები. შეისწავლეთ მიკროპრეპარატები: ბოლქვის კანი, ელოდეას ფოთოლი, ბაყაყის სისხლის ნაცხი, შეისწავლეთ ტიპოგრაფიული შრიფტი.
3. ოქმში შეიყვანეთ ლოგიკური სტრუქტურის გრაფიკი „მიკროსკოპის სტრუქტურა“.
4. შეიტანეთ ოქმში „მიკროსკოპთან მუშაობის წესები“
5. შეავსეთ ცხრილი „მრავალუჯრედოვანი ორგანიზმის ორგანიზებისა და კვლევის დონეები“.
Დაკავშირებული ინფორმაცია:
საიტის ძებნა:
პროკარიოტული უჯრედები უფრო მცირე და მარტივია ვიდრე ევკარიოტული უჯრედები. მათ შორის არ არის მრავალუჯრედიანი ორგანიზმები, მხოლოდ ზოგჯერ ისინი ქმნიან კოლონიების მსგავსებას. პროკარიოტებს არ აქვთ მხოლოდ უჯრედის ბირთვი, არამედ ყველა მემბრანული ორგანელი (მიტოქონდრია, ქლოროპლასტები, ER, გოლჯის კომპლექსი, ცენტრიოლები და ა.შ.).
პროკარიოტებში შედის ბაქტერიები, ლურჯი-მწვანე წყალმცენარეები (ციანობაქტერიები), არქეები და ა.შ. პროკარიოტები იყვნენ პირველი ცოცხალი ორგანიზმები დედამიწაზე.
მემბრანული სტრუქტურების ფუნქციები შესრულებულია გამონაზარდებით (ინვაგინაციებით) უჯრედის მემბრანაციტოპლაზმის შიგნით. ისინი მილაკოვანი, ლამელარული, განსხვავებული ფორმისაა. ზოგიერთ მათგანს მეზოსომები ეწოდება. ფოტოსინთეზური პიგმენტები, რესპირატორული და სხვა ფერმენტები განლაგებულია ასეთ სხვადასხვა წარმონაქმნებზე და ამით ასრულებენ თავიანთ ფუნქციებს.
პროკარიოტებში უჯრედის ცენტრალურ ნაწილში მხოლოდ ერთი დიდი ქრომოსომაა ( ნუკლეოიდი), რომელსაც აქვს რგოლისებრი სტრუქტურა. ის შეიცავს დნმ-ს. ცილების ნაცვლად, რომლებიც ფორმას ანიჭებენ ქრომოსომას ევკარიოტების მსგავსად, აქ არის რნმ. ქრომოსომა არ არის გამოყოფილი ციტოპლაზმისგან მემბრანით, ამიტომ ამბობენ, რომ პროკარიოტები ბირთვისგან თავისუფალი ორგანიზმებია. თუმცა, ერთ ადგილას, ქრომოსომა მიმაგრებულია უჯრედის მემბრანაზე.
ნუკლეოიდის გარდა, პროკარიოტული უჯრედების სტრუქტურა შეიცავს პლაზმიდებს (პატარა ქრომოსომებსაც აქვთ რგოლის სტრუქტურა).
ევკარიოტებისგან განსხვავებით, პროკარიოტების ციტოპლაზმა უძრავია.
პროკარიოტებს აქვთ რიბოსომები, მაგრამ ისინი უფრო მცირეა ვიდრე ევკარიოტული რიბოზომები.
პროკარიოტული უჯრედები გამოირჩევიან მემბრანების რთული აგებულებით. ციტოპლაზმური მემბრანის (პლაზმალემის) გარდა, მათ აქვთ უჯრედის კედელი, ასევე კაფსულა და სხვა წარმონაქმნები, რაც დამოკიდებულია პროკარიოტული ორგანიზმის ტიპზე. უჯრედის კედელი ასრულებს დამხმარე ფუნქციას და ხელს უშლის მავნე ნივთიერებების შეღწევას. ბაქტერიული უჯრედის კედელი შეიცავს მურეინს (გლიკოპეპტიდს).
პროკარიოტების ზედაპირზე ხშირად გვხვდება დროშები (ერთი ან ბევრი) და სხვადასხვა ჯირკვალი.
ფლაგელას დახმარებით უჯრედები მოძრაობენ თხევად გარემოში. ვილები ასრულებენ სხვადასხვა ფუნქციებს (უზრუნველყოფენ დაუსველებელს, მიმაგრებას, ნივთიერებების გადაცემას, სექსუალურ პროცესში მონაწილეობას, კონიუგაციის ხიდის ფორმირებას).
პროკარიოტული უჯრედები იყოფა ორობითი დაშლით. მათ არ აქვთ მიტოზი ან მეიოზი. გაყოფამდე ნუკლეოიდი ორმაგდება.
პროკარიოტები ხშირად ქმნიან სპორებს, რომლებიც გამოცდილების საშუალებაა არახელსაყრელი პირობები. რიგი ბაქტერიების სპორები სიცოცხლისუნარიანი რჩება მაღალ და უკიდურესად დაბალ ტემპერატურაზე. სპორის წარმოქმნისას პროკარიოტული უჯრედი დაფარულია სქელი, მკვრივი გარსით. მისი შიდა სტრუქტურაგარკვეულწილად იცვლება.
ევკარიოტული უჯრედის სტრუქტურა
ევკარიოტული უჯრედის უჯრედის კედელი, პროკარიოტების უჯრედული კედლისგან განსხვავებით, ძირითადად შედგება პოლისაქარიდებისგან. სოკოებში მთავარი აზოტის შემცველი პოლისაქარიდი არის ქიტინი. საფუარში პოლისაქარიდების 60-70% წარმოდგენილია გლუკანით და მანანით, რომლებიც დაკავშირებულია ცილებთან და ლიპიდებთან. ევკარიოტების უჯრედის კედლის ფუნქციები იგივეა, რაც პროკარიოტების.
ციტოპლაზმურ მემბრანას (CPM) ასევე აქვს სამშრიანი სტრუქტურა. მემბრანის ზედაპირს აქვს პროკარიოტულ მეზოზომებთან ახლოს გამონაყარი. CMP არეგულირებს უჯრედული მეტაბოლიზმის პროცესებს.
ევკარიოტებში CPM-ს შეუძლია გარემოდან ნახშირწყლების, ლიპიდების და ცილების შემცველი დიდი წვეთების დაჭერა. ამ ფენომენს პინოციტოზს უწოდებენ. ევკარიოტული უჯრედის CPM-ს ასევე შეუძლია მყარი ნაწილაკების დაჭერა გარემოდან (ფაგოციტოზის ფენომენი). გარდა ამისა, CPM პასუხისმგებელია მეტაბოლური პროდუქტების გარემოში გათავისუფლებაზე.
ბრინჯი. 2.2 ევკარიოტული უჯრედის სტრუქტურის სქემა:
1 - უჯრედის კედელი; 2 - ციტოპლაზმური მემბრანა;
3 - ციტოპლაზმა; 4 - ბირთვი; 5 - ენდოპლაზმური რეტიკულუმი;
6 - მიტოქონდრია; 7 - გოლგის კომპლექსი; 8 - რიბოზომები;
9 - ლიზოსომები; 10 - ვაკუოლები
ბირთვი ციტოპლაზმიდან გამოყოფილია ფორებით ორი გარსით. ახალგაზრდა უჯრედებში ფორები ღიაა; ისინი ემსახურებიან რიბოსომის წინამორბედების, მესინჯერის მიგრაციას და რნმ-ის გადატანას ბირთვიდან ციტოპლაზმაში. ნუკლეოპლაზმის ბირთვში არის ქრომოსომა, რომელიც შედგება ორი ძაფის მსგავსი ჯაჭვის დნმ-ის მოლეკულისგან, რომლებიც დაკავშირებულია ცილებთან. ბირთვი ასევე შეიცავს მესინჯერ რნმ-ით მდიდარ ბირთვს და დაკავშირებულია კონკრეტულ ქრომოსომასთან, ბირთვულ ორგანიზატორთან.
ბირთვის მთავარი ფუნქციაა უჯრედების რეპროდუქციაში მონაწილეობა. ის არის მემკვიდრეობითი ინფორმაციის მატარებელი.
ევკარიოტულ უჯრედში ბირთვი არის მემკვიდრეობითი ინფორმაციის ყველაზე მნიშვნელოვანი, მაგრამ არა ერთადერთი მატარებელი. ამ ინფორმაციის ნაწილი შეიცავს მიტოქონდრიისა და ქლოროპლასტების დნმ-ში.
მიტოქონდრია არის მემბრანული სტრუქტურა, რომელიც შეიცავს ორ გარსს - გარე და შიდა, ძლიერ დაკეცილი. რედოქს ფერმენტები კონცენტრირებულია შიდა მემბრანაზე. მიტოქონდრიის მთავარი ფუნქციაა უჯრედის ენერგიით მომარაგება (ატფ-ის ფორმირება). მიტოქონდრია არის თვითგამრავლების სისტემა, რადგან მას აქვს საკუთარი ქრომოსომა - წრიული დნმ და სხვა კომპონენტები, რომლებიც ნორმალური პროკარიოტული უჯრედის ნაწილია.
ენდოპლაზმური რეტიკულუმი (ER) არის მემბრანული სტრუქტურა, რომელიც შედგება მილაკებისგან, რომლებიც შეაღწევენ უჯრედის მთელ შიდა ზედაპირს. ის არის გლუვი და უხეში. უხეში ES-ის ზედაპირზე არის პროკარიოტებისაზე დიდი რიბოზომები. ES მემბრანები ასევე შეიცავს ფერმენტებს, რომლებიც სინთეზირებენ ლიპიდებს, ნახშირწყლებს და პასუხისმგებელნი არიან უჯრედში ნივთიერებების ტრანსპორტირებაზე.
გოლჯის კომპლექსი არის გაბრტყელებული მემბრანული ვეზიკულების შეკვრა - ტანკები, რომლებშიც ხდება უჯრედის შიგნით ცილების შეფუთვა და ტრანსპორტირება. გოლგის კომპლექსში ასევე ხდება ჰიდროლიზური ფერმენტების სინთეზი (ლიზოსომების წარმოქმნის ადგილი).
ლიზოსომები შეიცავს ჰიდროლიზურ ფერმენტებს. აქ ხდება ბიოპოლიმერების (ცილები, ცხიმები, ნახშირწყლები) გაყოფა.
ვაკუოლები გამოყოფილია ციტოპლაზმიდან მემბრანებით. სათადარიგო ვაკუოლები შეიცავს უჯრედის სათადარიგო საკვებ ნივთიერებებს, ხოლო წიდის ვაკუოლები შეიცავს არასაჭირო მეტაბოლურ პროდუქტებს და ტოქსიკურ ნივთიერებებს.
ყველაზე აშკარა განსხვავება პროკარიოტებსა და ევკარიოტებს შორის არის ის, რომ ამ უკანასკნელებს აქვთ ბირთვი, რაც აისახება ამ ჯგუფების სახელზე: „კარიო“ ძველი ბერძნულიდან ითარგმნება როგორც ბირთვი, „პრო“ - ადრე, „ეუ“ - კარგი. მაშასადამე, პროკარიოტები არის ბირთვულამდელი ორგანიზმები, ევკარიოტები ბირთვული.
თუმცა, ეს შორს არის ერთადერთი და შესაძლოა არა მთავარი განსხვავება პროკარიოტულ ორგანიზმებსა და ევკარიოტებს შორის. პროკარიოტულ უჯრედებში მემბრანული ორგანელები საერთოდ არ არის.(იშვიათი გამონაკლისებით) - მიტოქონდრია, ქლოროპლასტები, გოლჯის კომპლექსი, ენდოპლაზმური ბადე, ლიზოსომები.
მათი ფუნქციები ხორციელდება უჯრედის მემბრანის გამონაზარდებით (ინვაგინაციებით), რომლებზეც განლაგებულია სხვადასხვა პიგმენტები და ფერმენტები, რომლებიც უზრუნველყოფენ სასიცოცხლო პროცესებს.
პროკარიოტებს არ აქვთ ევკარიოტული ქრომოსომა. მათი მთავარი გენეტიკური მასალა არის ნუკლეოიდი, ჩვეულებრივ რგოლის ფორმის. ევკარიოტულ უჯრედებში ქრომოსომა წარმოადგენს დნმ-ისა და ჰისტონური ცილების კომპლექსებს (თამაში მნიშვნელოვანი როლიდნმ-ის შეფუთვაში). ამ ქიმიურ კომპლექსებს ქრომატინს უწოდებენ. პროკარიოტების ნუკლეოიდი არ შეიცავს ჰისტონებს და მასთან დაკავშირებული რნმ-ის მოლეკულები მას ფორმას აძლევს.
ევკარიოტული ქრომოსომა განლაგებულია ბირთვში. პროკარიოტებში ნუკლეოიდი განლაგებულია ციტოპლაზმაში და ჩვეულებრივ ერთ ადგილას არის მიმაგრებული უჯრედის მემბრანაზე.
პროკარიოტულ უჯრედებში ნუკლეოიდის გარდა, არსებობს განსხვავებული თანხაპლაზმიდები - ნუკლეოიდები მნიშვნელოვნად მცირე ზომის, ვიდრე მთავარი.
პროკარიოტების ნუკლეოიდში გენების რაოდენობა სიდიდის რიგით ნაკლებია, ვიდრე ქრომოსომებში. ევკარიოტებს აქვთ მრავალი გენი, რომლებიც ასრულებენ მარეგულირებელ ფუნქციას სხვა გენებთან მიმართებაში. ეს საშუალებას აძლევს მრავალუჯრედოვანი ორგანიზმის ევკარიოტულ უჯრედებს იგივე შემცველობით გენეტიკური ინფორმაცია, სპეციალიზაცია; იცვლება თქვენი მეტაბოლიზმი, უფრო მოქნილად უპასუხეთ ცვლილებებს გარე და შიდა გარემო. განსხვავებულია გენების სტრუქტურაც. პროკარიოტებში დნმ-ში გენები განლაგებულია ჯგუფებად - ოპერონებად. თითოეული ოპერონი გადაიწერება როგორც ერთი ერთეული.
ასევე არსებობს განსხვავებები პროკარიოტებსა და ევკარიოტებს შორის ტრანსკრიფციისა და თარგმნის პროცესებში. ყველაზე მნიშვნელოვანი ის არის, რომ პროკარიოტულ უჯრედებში ეს პროცესები შეიძლება ერთდროულად მიმდინარეობდეს მატრიცის (ინფორმაციის) რნმ-ის ერთ მოლეკულაზე: სანამ ის ჯერ კიდევ სინთეზირდება დნმ-ზე, რიბოსომები უკვე "სხედან" მის დასრულებულ ბოლოში და სინთეზირებენ ცილებს. ევკარიოტულ უჯრედებში mRNA ტრანსკრიფციის შემდეგ განიცდის ეგრეთ წოდებულ მომწიფებას. და მხოლოდ ამის შემდეგ შეიძლება მასზე ცილის სინთეზირება.
პროკარიოტების რიბოსომები უფრო მცირეა (დალექვის კოეფიციენტი 70S), ვიდრე ევკარიოტების (80S). ცილების და რნმ-ის მოლეკულების რაოდენობა რიბოზომის ქვედანაყოფების შემადგენლობაში განსხვავებულია. უნდა აღინიშნოს, რომ მიტოქონდრიისა და ქლოროპლასტების რიბოსომები (ისევე როგორც გენეტიკური მასალა) პროკარიოტების მსგავსია, რაც შეიძლება მიუთითებდეს მათ წარმოშობაზე უძველესი პროკარიოტული ორგანიზმებიდან, რომლებიც იმყოფებოდნენ მასპინძელ უჯრედში.
პროკარიოტები ჩვეულებრივ განსხვავდებიან მათი ჭურვების უფრო რთული სტრუქტურით. ციტოპლაზმური მემბრანისა და უჯრედის კედლის გარდა, მათ აქვთ კაფსულა და სხვა წარმონაქმნები, რაც დამოკიდებულია პროკარიოტული ორგანიზმის ტიპზე. უჯრედის კედელი ასრულებს დამხმარე ფუნქციას და ხელს უშლის მავნე ნივთიერებების შეღწევას. ბაქტერიული უჯრედის კედელი შეიცავს მურეინს (გლიკოპეპტიდს). ევკარიოტებს შორის მცენარეებს აქვთ უჯრედის კედელი (მისი ძირითადი კომპონენტია ცელულოზა), სოკოებს აქვთ ქიტინი.
პროკარიოტული უჯრედები იყოფა ორობითი დაშლით. Მათ აქვთ არ არის რთული პროცესები უჯრედის დაყოფა(მიტოზი და მეიოზი)ევკარიოტების დამახასიათებელი. თუმცა გაყოფამდე ნუკლეოიდი ორმაგდება, ისევე როგორც ქრომატინი ქრომოსომებში. AT ცხოვრების ციკლიევკარიოტებს აქვთ დიპლოიდური და ჰაპლოიდური ფაზების მონაცვლეობა. ამ შემთხვევაში, ჩვეულებრივ, დიპლოიდური ფაზა ჭარბობს. მათგან განსხვავებით, პროკარიოტებს ეს არ აქვთ.
ევკარიოტული უჯრედები განსხვავდება ზომით, მაგრამ ნებისმიერ შემთხვევაში, ისინი მნიშვნელოვნად აღემატება პროკარიოტურ უჯრედებს (ათჯერ).
ნუტრიენტები პროკარიოტების უჯრედებში შედიან მხოლოდ ოსმოსის დახმარებით. ევკარიოტულ უჯრედებში, გარდა ამისა, შეიძლება შეინიშნოს ფაგო- და პინოციტოზი (კვების და სითხის „დაჭერა“ ციტოპლაზმური მემბრანის გამოყენებით).
ზოგადად, განსხვავება პროკარიოტებსა და ევკარიოტებს შორის მდგომარეობს ამ უკანასკნელის აშკარად უფრო რთულ სტრუქტურაში. ითვლება, რომ პროკარიოტული ტიპის უჯრედები წარმოიქმნა აბიოგენეზის გზით (გრძელვადიანი ქიმიური ევოლუცია ადრეული დედამიწის პირობებში). ევკარიოტები მოგვიანებით გამოჩნდნენ პროკარიოტებისგან, მათი კომბინაციით (სიმბიოზური, ისევე როგორც ქიმერული ჰიპოთეზები) ან ცალკეული წარმომადგენლების ევოლუციით (ინვაგინაციის ჰიპოთეზა). ევკარიოტული უჯრედების სირთულე მათ ორგანიზების საშუალებას აძლევდა მრავალუჯრედოვანი ორგანიზმი, ევოლუციის პროცესში უზრუნველყოს დედამიწაზე სიცოცხლის ყველა ძირითადი მრავალფეროვნება.
განსხვავებების ცხრილი პროკარიოტებსა და ევკარიოტებს შორის
| არა | Იქ არის |
| არა. მათი ფუნქციები შესრულებულია უჯრედის მემბრანის ინვაგინაციით, რომელზედაც განლაგებულია პიგმენტები და ფერმენტები. | მიტოქონდრია, პლასტიდები, ლიზოსომები, ER, გოლგის კომპლექსი |
| უფრო რთული, არსებობს სხვადასხვა კაფსულები. უჯრედის კედელი შედგება მირეინისგან. | უჯრედის კედლის ძირითადი კომპონენტია ცელულოზა (მცენარეებში) ან ქიტინი (სოკოებში). ცხოველურ უჯრედებს არ აქვთ უჯრედის კედელი. |
| საგრძნობლად ნაკლები. იგი წარმოდგენილია ნუკლეოიდით და პლაზმიდებით, რომლებსაც აქვთ რგოლის ფორმა და განლაგებულია ციტოპლაზმაში. | მნიშვნელოვანია მემკვიდრეობითი ინფორმაციის რაოდენობა. ქრომოსომა (დნმ-ისა და ცილებისგან შედგება). დამახასიათებელია დიპლოიდიით. |
| ორობითი უჯრედის გაყოფა. | არსებობს მიტოზი და მეიოზი. |
| არ არის დამახასიათებელი პროკარიოტებისთვის. | ისინი წარმოდგენილია როგორც ერთუჯრედული, ასევე მრავალუჯრედიანი ფორმებით. |
| უფრო პატარა | უფრო დიდი |
| უფრო მრავალფეროვანი (ჰეტეროტროფები, ფოტოსინთეზური და ქიმიოსინთეზური სხვადასხვა გზებიავტოტროფები; ანაერობული და აერობული სუნთქვა). | ავტოტროფია მხოლოდ მცენარეებში ფოტოსინთეზის გზით. თითქმის ყველა ევკარიოტი აერობია. |
| უსულო ბუნებიდან ქიმიური და პრებიოლოგიური ევოლუციის პროცესში. | პროკარიოტებისგან მათი ბიოლოგიური ევოლუციის პროცესში. |
ევკარიოტული უჯრედები
ყველაზე რთული ორგანიზაცია თანდაყოლილია ცხოველებისა და მცენარეების ევკარიოტულ უჯრედებში. ცხოველური და მცენარეული უჯრედების სტრუქტურა ხასიათდება ფუნდამენტური მსგავსებით, მაგრამ მათი ფორმა, ზომა და მასა უკიდურესად მრავალფეროვანია და დამოკიდებულია იმაზე, არის თუ არა ორგანიზმი უჯრედული თუ მრავალუჯრედიანი. მაგალითად, დიატომები, ევგლენოიდები, საფუარები, მიქსომიცეტები და პროტოზოა არის ერთუჯრედიანი ევკარიოტები, ხოლო სხვა ტიპის ორგანიზმების აბსოლუტური უმრავლესობა მრავალუჯრედიანი ევკარიოტებია, რომელთა უჯრედების რაოდენობა მერყეობს რამდენიმედან (მაგალითად, ზოგიერთ ჰელმინთში) მილიარდამდე. (ძუძუმწოვრებში) თითო ორგანიზმზე. ადამიანის სხეული შედგება დაახლოებით 10 სხვადასხვა უჯრედისგან, რომლებიც განსხვავდებიან თავიანთი ფუნქციებით.
ადამიანების შემთხვევაში 200-ზე მეტი სახეობაა სხვადასხვა უჯრედები. ადამიანის ორგანიზმში ყველაზე მრავალრიცხოვანი უჯრედებია ეპითელური უჯრედები, რომელთა შორის არის კერატინიზებული უჯრედები (თმა და ფრჩხილები), უჯრედები, რომლებსაც აქვთ შთანთქმის და ბარიერული ფუნქციები (კუჭ-ნაწლავის ტრაქტში, საშარდე გზებში, რქოვანაში, საშოში და სხვა ორგანოთა სისტემებში), უჯრედები. რომ ხაზი შინაგანი ორგანოებიდა ღრუები (პნევმოციტები, სეროზული უჯრედები და მრავალი სხვა). არის უჯრედები, რომლებიც უზრუნველყოფენ ნივთიერებათა ცვლას და სარეზერვო ნივთიერებების (ჰეპატოციტები, ცხიმოვანი უჯრედები) დაგროვებას. დიდი ჯგუფიქმნიან ეპითელური და შემაერთებელი ქსოვილის უჯრედებს, რომლებიც გამოყოფენ უჯრედგარე მატრიქსს (ამილობლასტები, ფიბრობლასტები, ოსტეობლასტები და სხვა) და ჰორმონები, აგრეთვე კონტრაქტული უჯრედები (ჩონჩხის და გულის კუნთები, ირისი და სხვა სტრუქტურები), სისხლის უჯრედები და იმუნური სისტემა(ერითროციტები, ნეიტროფილები, ეოზინოფილები, ბაზოფილები, T-ლიმფოციტები და სხვა). ასევე არსებობს უჯრედები, რომლებიც მოქმედებენ როგორც სენსორული გადამყვანები (ფოტორეცეპტორები, ტაქტილური, სმენის, ყნოსვის, გემოს და სხვა რეცეპტორები). უჯრედების მნიშვნელოვანი რაოდენობა წარმოდგენილია ცენტრალური ნეირონებითა და გლიური უჯრედებით ნერვული სისტემა. ასევე არსებობს თვალის ლინზის სპეციალიზებული უჯრედები, პიგმენტური უჯრედები და მკვებავი უჯრედები, შემდგომში მოხსენიებული, როგორც ქვედა უჯრედები. ასევე ცნობილია მრავალი სხვა ტიპის ადამიანის უჯრედი.
ბუნებაში არ არსებობს ტიპიური უჯრედი, რადგან ყველა მათგანი ხასიათდება უკიდურესი მრავალფეროვნებით. მიუხედავად ამისა, ყველა ეუკარიოტული უჯრედი მნიშვნელოვნად განსხვავდება პროკარიოტული უჯრედებისგან მთელი რიგი თვისებებით, ძირითადად მოცულობით, ფორმით და ზომით. ევკარიოტული უჯრედების უმეტესობის მოცულობა 1000-10000-ჯერ აღემატება პროკარიოტების მოცულობას. პროკარიოტული უჯრედების ასეთი მოცულობა დაკავშირებულია მათში სხვადასხვა ორგანოელების შემცველობასთან, რომლებიც ახორციელებენ ყველა სახის ფიჭური ფუნქციები. ევკარიოტული უჯრედები ასევე ხასიათდება დიდი რაოდენობით გენეტიკური მასალის არსებობით, რომელიც კონცენტრირებულია ძირითადად შედარებით დიდი რაოდენობითქრომოსომები, რაც მათ დიფერენციაციისა და სპეციალიზაციის დიდ შესაძლებლობებს აძლევს.
არანაკლებ მნიშვნელოვანი თვისებაეუკარიოტული უჯრედები არის ის, რომ მათ ახასიათებთ ნაწილაკები, რომლებიც უზრუნველყოფილია შიდა მემბრანული სისტემების არსებობით. შედეგად, ბევრი ფერმენტი ლოკალიზებულია გარკვეულ განყოფილებებში. მაგალითად, თითქმის ყველა ფერმენტი, რომელიც ახორციელებს ცილის სინთეზს ცხოველურ უჯრედებში, ლოკალიზებულია რიბოსომებში, ხოლო ფერმენტები, რომლებიც აძლიერებენ ფოსფოლიპიდების სინთეზს, ძირითადად კონცენტრირებულია უჯრედის ციტოპლაზმურ მემბრანაზე. პროკარიოტული უჯრედებისგან განსხვავებით, ევკარიოტულ უჯრედებს აქვთ ბირთვი.
ევკარიოტულ უჯრედებს, პროკარიოტულ უჯრედებთან შედარებით, მეტი აქვთ რთული სისტემაგარემოდან ნივთიერებების აღქმა, რომლის გარეშეც მათი სიცოცხლე შეუძლებელია. არსებობს სხვა განსხვავებები ევკარიოტულ და პროკარიოტულ უჯრედებს შორის.
უჯრედების ფორმა ყველაზე მრავალფეროვანია და ხშირად ასევე დამოკიდებულია მათ ფუნქციებზე. მაგალითად, ბევრ პროტოზოვას აქვს ოვალური ფორმის, ხოლო ერითროციტები ოვალური დისკებია და ძუძუმწოვრების კუნთების უჯრედები წაგრძელებული. ევკარიოტული უჯრედების ზომები მიკროსკოპულია (ცხრილი 3).
უჯრედების ზოგიერთი ტიპი ხასიათდება მნიშვნელოვანი ზომებით. მაგალითად, ზომები ნერვული უჯრედებიდიდ ცხოველებში ისინი სიგრძეში რამდენიმე მეტრს აღწევენ, ხოლო ადამიანებში - 1 მეტრამდე. ცალკეული მცენარეული ქსოვილის უჯრედები სიგრძეში რამდენიმე მილიმეტრს აღწევს.
ითვლება, რომ რაც უფრო დიდია ორგანიზმი სახეობის შიგნით, მით უფრო დიდია მისი უჯრედები. თუმცა, ცხოველთა მონათესავე სახეობებისთვის, რომლებიც ზომით განსხვავდებიან, ზომით მსგავსი უჯრედებიც დამახასიათებელია. მაგალითად, ერითროციტები ზომით მსგავსია ყველა ძუძუმწოვარში.
უჯრედები ასევე განსხვავდება მასით. მაგალითად, ერთი ადამიანის ღვიძლის უჯრედი (ჰეპატოციტი) იწონის 19-9 გ.
ადამიანის სომატური უჯრედი (ტიპიური ევკარიოტული უჯრედი) არის წარმონაქმნი, რომელიც შედგება მრავალისაგან სტრუქტურული კომპონენტებიმიკროსკოპული და სუბმიკროსკოპული ზომები (სურ. 46).
ელექტრონული მიკროსკოპის და სხვა მეთოდების გამოყენებამ შესაძლებელი გახადა არაჩვეულებრივი მრავალფეროვნების დამყარება როგორც გარსის, ასევე ციტოპლაზმის და ბირთვის სტრუქტურაში. კერძოდ, დადგინდა უჯრედშიდა სტრუქტურების სტრუქტურის მემბრანული პრინციპი, რის საფუძველზეც გამოიყოფა უჯრედის სტრუქტურული კომპონენტების რიგი, კერძოდ.