Ökaryotik ve prokaryotik hücreler: özellikleri, işlevleri ve yapısı. Prokaryotik ve ökaryotik hücrelerin yapısının karşılaştırmalı özellikleri Prokaryotik ve ökaryotik hücreler arasındaki temel farklar nelerdir

olmayan en eski organizmalar hücre çekirdeği yaklaşık dört milyar yıl önce ortaya çıkan, prokaryotlar, yani nükleer öncesi. Şu anda, onlar da yaygındır, suda, toprakta, havada, hayvanların ve bitkilerin kapaklarında ve içlerinde yaşarlar. Prokaryotlar aşırı habitatlarda (Şekil 2) ustalaşmışlardır: kaplıcalar (70 0 ve üzeri sıcaklıklarda hayatta kalırlar ve yaşarlar), denizler ve tuz gölleri (halobakteriler yaklaşık %30 tuzlulukta yaşarlar).

Pirinç. 2. Prokaryotların habitatları ()

Bakterilerin şekli son derece çeşitlidir: küresel, çubuk şeklinde ve kavisli (Şekil 3).

Pirinç. 3. Bakteri formları ()

Çoğu prokaryotun hücre boyutları 0,2 ila 10 mikrometre arasındadır, boyutları 0,05 ila 0,1 mikrometre olan cüceler (nanobakteriler ve mikoplazmalar) da bulunur. Ayrıca boyutları 10 mikrometreye kadar olan devler (makromonus) vardır. ortalama boyut bakteri hücreleri - yaklaşık 1 mikrometre. prokaryotların boyutları daha küçük boyutlarökaryotlar.

Ökaryotik ile karşılaştırıldığında, prokaryotik hücre çok daha basit görünüyor (Şekil 4).

Pirinç. 4. Prokaryotların ve ökaryotların hücresi ()

Prokaryotların çekirdeği yoktur, prokaryotik hücrelerde bulunan ve şartlı olarak bakteri kromozomu olarak adlandırılan tek dairesel DNA molekülü hücrenin merkezinde bulunur, ancak bu DNA molekülünün bir kabuğu yoktur ve doğrudan sitoplazmada bulunur.

Prokaryotik bir hücrenin yapısını düşünün (Şekil 5).

Pirinç. 5. Prokaryotik bir hücrenin yapısı ()

Dışarıda, ökaryotik hücreler gibi prokaryotik hücreler bir plazma zarı ile kaplıdır. Bu iki organizma grubundaki zarların yapısı aynıdır. hücre zarı prokaryotlar hücreye çok sayıda çıkıntı oluşturur - mezozomlar. Prokaryotik bir hücrede metabolik reaksiyonlar sağlayan enzimler içerirler. Plazma zarının üstünde prokaryotik hücreler, hücre duvarına benzeyen karbonhidratlardan oluşan bir kabukla kaplıdır. bitki hücreleri. Bununla birlikte, bu duvar bitkilerde olduğu gibi liflerden değil, diğer polisakaritler - pektin ve mürein tarafından oluşturulur. Prokaryotik hücrelerin sitoplazmasında zar organelleri yoktur: mitokondri, plastidler, ER, Golgi kompleksi, lizozomlar. İşlevleri kıvrımlar ve invaginasyonlar tarafından gerçekleştirilir. dış zar- mezozomlar. Prokaryotların sitoplazmasında küçük ribozomlar rastgele düzenlenir. Prokaryotik hücrelerde de hücre iskeleti yoktur, ancak bazen bakterilerin hareketine katkıda bulunan flagella bulunur. Bakteri hücresinin yüzeyinde, bakterilerin substrata veya yüzeye tutunduğu pili - protein filamentleri bulunur. Seks pili, farklı bakteriler arasında genetik materyal alışverişine hizmet eder.

Fotosentetik bakteriler - siyanobakteriler, hücrelerinde klorofil gibi fotosentez sürecinde yer alan pigmentleri içeren fotosentetik membranlara veya tilakoidlere sahiptir (Şekil 6).

Pirinç. 6. Siyanobakteriler ()

Tilakoidler, fotosentez sürecinde yardımcı olan pigmentler içerir - fikobilinler: allofikosiyanin, fikoeritrin ve fikosiyanin. Fikobilinler, proteinlerle (fikobilin proteinleri) güçlü bileşikler oluşturur. Fikobilinler ve proteinler arasındaki bağlantı sadece asit tarafından yok edilir.

Prokaryotların hücrelerinde rezerv besinler de biriktirilir, besin fazlalığı sonucu birikim veya rezerv oluşur ve besin eksikliği ile tüketim gerçekleşir. Yedek besinler arasında polisakaritler (nişasta, glikojen, granüloz), lipitler (granüller veya yağ damlaları), polifosfatlar (bir fosfor ve enerji kaynağı) bulunur.

Çoğu ökaryot aerobtur, yani enerji metabolizması için atmosferik oksijeni kullanırlar. Aksine, birçok prokaryot anaerobtur ve oksijen onlar için zararlıdır. Azot sabitleyici bakteri adı verilen bazı bakteriler, ökaryotların yapamadığı nitrojeni havadan emebilir. Fotosentez yoluyla enerji elde eden bu tür prokaryotlar, mezozomlara yerleştirilebilen özel bir tür klorofil içerir.

AT olumsuzluk uygun koşullar(soğuk, sıcak, kuraklık) birçok bakteri spor oluşturur. Sporlanma sırasında, bakteri kromozomunun etrafında özel bir yoğun kabuk oluşur ve hücrenin geri kalan içeriği ölür. Bir spor on yıllarca uykuda kalabilir ve uygun koşullar altında aktif bir bakteri ondan tekrar filizlenecektir (Şekil 7).

Pirinç. 7. Bakterilerde spor oluşumu şeması ()

Çoğu zaman, prokaryotlar aseksüel olarak çoğalır: DNA ikiye katlanır ve daha sonra hücre enine düzlemde ikiye bölünür (Şekil 8). Uygun koşullar altında, bakteriler her 20 dakikada bir bölünebilir; üç günde bir hücreden gelen döl teorik olarak 7500 ton kütleye sahip olacaktı! Neyse ki, bu tür koşullar prensipte mevcut olamaz.

Pirinç. 8. Prokaryotların üremesi ()

eşeyli üreme prokaryotlarda, aseksüelden çok daha az yaygındır, ancak genetik bilgi alışverişi sırasında bakterilerin olumsuz etkilere (örneğin ilaçlara) karşı direnci birbirlerine aktardığı için çok önemlidir. Cinsel süreç sırasında bakteriler, bakteri kromozomunun her iki parçasını ve özel küçük dairesel çift sarmallı DNA moleküllerini - plazmitleri değiştirebilir. Değişim, iki bakteri arasındaki sitoplazmik köprü aracılığıyla veya bir bakteriden DNA bölümlerini özümseyen ve diğerlerine aktaran virüslerin yardımıyla gerçekleşebilir. bakteri hücreleri hangilerini enfekte ederler.

Ana farkı oluşturulmuş bir çekirdeğin olmaması olan ökaryotik bir hücreye kıyasla oldukça basit bir şekilde organize edilmiş bir prokaryotik hücre olarak düşündük, dairesel DNA molekülü sitoplazmada serbestçe bulunur ve nükleer bir zarfla çevrili değildir. Prokaryotik bir hücrede, ökaryotik hücrelerin özelliği olan zar organelleri yoktur.

bibliyografya

1. Belyaev D.K. genel biyoloji. Temel bir seviye. - 11. baskı, basmakalıp. - E.: Eğitim, 2012.
2. Pasechnik V.V., Kamensky A.A., Kriksunov E.A. Genel biyoloji, 10-11. sınıflar. - E.: Toy kuşu, 2005.
3. Agafonova I.B., Zakharova E.T., Sivoglazov V.I. Biyoloji 10-11 sınıfı. Genel biyoloji. Temel düzeyde. - 6. baskı, ekleyin. - toy kuşu, 2010.

1. Biobib.ru ().
2. cat.convdocs.org().
3. Bio-faq.ru ().

Ödev

1. Prokaryotik ve ökaryotik hücreler arasındaki temel fark nedir?
2. Bakteri kromozomu nedir?
3. Prokaryotlarda eşeyli üreme nasıl gerçekleşir?

Yaklaşık dört milyar yıl önce ortaya çıkan, hücre çekirdeğine sahip olmayan dünyadaki en eski organizmalara denir. prokaryotlar, yani nükleer öncesi. Şu anda, onlar da yaygındır, suda, toprakta, havada, hayvanların ve bitkilerin kapaklarında ve içlerinde yaşarlar. Prokaryotlar aşırı habitatlarda (Şekil 2) ustalaşmışlardır: kaplıcalar (70 0 ve üzeri sıcaklıklarda hayatta kalırlar ve yaşarlar), denizler ve tuz gölleri (halobakteriler yaklaşık %30 tuzlulukta yaşarlar).

Pirinç. 2. Prokaryotların habitatları ()

Bakterilerin şekli son derece çeşitlidir: küresel, çubuk şeklinde ve kavisli (Şekil 3).

Pirinç. 3. Bakteri formları ()

Çoğu prokaryotun hücre boyutları 0,2 ila 10 mikrometre arasındadır, boyutları 0,05 ila 0,1 mikrometre olan cüceler (nanobakteriler ve mikoplazmalar) da bulunur. Ayrıca boyutları 10 mikrometreye kadar olan devler (makromonus) vardır. Bir bakteri hücresinin ortalama boyutu yaklaşık 1 mikrometredir. Prokaryotlar ökaryotlardan daha küçüktür.

Ökaryotik ile karşılaştırıldığında, prokaryotik hücre çok daha basit görünüyor (Şekil 4).

Pirinç. 4. Prokaryotların ve ökaryotların hücresi ()

Prokaryotların çekirdeği yoktur, prokaryotik hücrelerde bulunan ve şartlı olarak bakteri kromozomu olarak adlandırılan tek dairesel DNA molekülü hücrenin merkezinde bulunur, ancak bu DNA molekülünün bir kabuğu yoktur ve doğrudan sitoplazmada bulunur.

Prokaryotik bir hücrenin yapısını düşünün (Şekil 5).

Pirinç. 5. Prokaryotik bir hücrenin yapısı ()

Dışarıda, ökaryotik hücreler gibi prokaryotik hücreler bir plazma zarı ile kaplıdır. Bu iki organizma grubundaki zarların yapısı aynıdır. Prokaryotların hücre zarı, hücre - mezozomlara çok sayıda çıkıntı oluşturur. Prokaryotik bir hücrede metabolik reaksiyonlar sağlayan enzimler içerirler. Plazma zarının üstünde, prokaryotik hücreler, bitki hücrelerinin hücre duvarına benzer bir karbonhidrat kılıfı ile kaplıdır. Bununla birlikte, bu duvar bitkilerde olduğu gibi liflerden değil, diğer polisakaritler - pektin ve mürein tarafından oluşturulur. Prokaryotik hücrelerin sitoplazmasında zar organelleri yoktur: mitokondri, plastidler, ER, Golgi kompleksi, lizozomlar. İşlevleri, dış zar - mezozomların kıvrımları ve istilaları ile gerçekleştirilir. Prokaryotların sitoplazmasında küçük ribozomlar rastgele düzenlenir. Prokaryotik hücrelerde de hücre iskeleti yoktur, ancak bazen bakterilerin hareketine katkıda bulunan flagella bulunur. Bakteri hücresinin yüzeyinde, bakterilerin substrata veya yüzeye tutunduğu pili - protein filamentleri bulunur. Seks pili, farklı bakteriler arasında genetik materyal alışverişine hizmet eder.

Fotosentetik bakteriler - siyanobakteriler, hücrelerinde klorofil gibi fotosentez sürecinde yer alan pigmentleri içeren fotosentetik membranlara veya tilakoidlere sahiptir (Şekil 6).

Pirinç. 6. Siyanobakteriler ()

Tilakoidler, fotosentez sürecinde yardımcı olan pigmentler içerir - fikobilinler: allofikosiyanin, fikoeritrin ve fikosiyanin. Fikobilinler, proteinlerle (fikobilin proteinleri) güçlü bileşikler oluşturur. Fikobilinler ve proteinler arasındaki bağlantı sadece asit tarafından yok edilir.

Prokaryotların hücrelerinde rezerv besinler de biriktirilir, besin fazlalığı sonucu birikim veya rezerv oluşur ve besin eksikliği ile tüketim gerçekleşir. Yedek besinler arasında polisakaritler (nişasta, glikojen, granüloz), lipitler (granüller veya yağ damlaları), polifosfatlar (bir fosfor ve enerji kaynağı) bulunur.

Çoğu ökaryot aerobtur, yani enerji metabolizması için atmosferik oksijeni kullanırlar. Aksine, birçok prokaryot anaerobtur ve oksijen onlar için zararlıdır. Azot sabitleyici bakteri adı verilen bazı bakteriler, ökaryotların yapamadığı nitrojeni havadan emebilir. Fotosentez yoluyla enerji elde eden bu tür prokaryotlar, mezozomlara yerleştirilebilen özel bir tür klorofil içerir.

Olumsuz koşullar altında (soğuk, sıcak, kuraklık) birçok bakteri sporlar oluşturur. Sporlanma sırasında, bakteri kromozomunun etrafında özel bir yoğun kabuk oluşur ve hücrenin geri kalan içeriği ölür. Bir spor on yıllarca uykuda kalabilir ve uygun koşullar altında aktif bir bakteri ondan tekrar filizlenecektir (Şekil 7).

Pirinç. 7. Bakterilerde spor oluşumu şeması ()

Çoğu zaman, prokaryotlar aseksüel olarak çoğalır: DNA ikiye katlanır ve daha sonra hücre enine düzlemde ikiye bölünür (Şekil 8). Uygun koşullar altında, bakteriler her 20 dakikada bir bölünebilir; üç günde bir hücreden gelen döl teorik olarak 7500 ton kütleye sahip olacaktı! Neyse ki, bu tür koşullar prensipte mevcut olamaz.

Pirinç. 8. Prokaryotların üremesi ()

Prokaryotlarda cinsel üreme, aseksüel üremeden çok daha az yaygındır, ancak çok önemlidir, çünkü genetik bilgi alışverişi yaparken, bakteriler olumsuz etkilere (örneğin ilaçlara) karşı direnci birbirlerine aktarır. Cinsel süreç sırasında bakteriler, bakteri kromozomunun her iki parçasını ve özel küçük dairesel çift sarmallı DNA moleküllerini - plazmitleri değiştirebilir. Değişim, iki bakteri arasındaki sitoplazmik bir köprü aracılığıyla veya bir bakterinin DNA'sının kısımlarını alan ve onları enfekte ettikleri diğer bakteri hücrelerine aktaran virüsler aracılığıyla gerçekleşebilir.

Ana farkı oluşturulmuş bir çekirdeğin olmaması olan ökaryotik bir hücreye kıyasla oldukça basit bir şekilde organize edilmiş bir prokaryotik hücre olarak düşündük, dairesel DNA molekülü sitoplazmada serbestçe bulunur ve nükleer bir zarfla çevrili değildir. Prokaryotik bir hücrede, ökaryotik hücrelerin özelliği olan zar organelleri yoktur.

bibliyografya

1. Belyaev D.K. Genel biyoloji. Temel düzeyde. - 11. baskı, basmakalıp. - E.: Eğitim, 2012.
2. Pasechnik V.V., Kamensky A.A., Kriksunov E.A. Genel biyoloji, 10-11. sınıflar. - E.: Toy kuşu, 2005.
3. Agafonova I.B., Zakharova E.T., Sivoglazov V.I. Biyoloji 10-11 sınıfı. Genel biyoloji. Temel düzeyde. - 6. baskı, ekleyin. - toy kuşu, 2010.

1. Biobib.ru ().
2. cat.convdocs.org().
3. Bio-faq.ru ().

Ödev

1. Prokaryotik ve ökaryotik hücreler arasındaki temel fark nedir?
2. Bakteri kromozomu nedir?
3. Prokaryotlarda eşeyli üreme nasıl gerçekleşir?

1. Çok çekirdekli hücre örneklerini hatırlayın.

Cevap. Çok çekirdekli hücre Çok sayıda çekirdeğe sahip bir hücre türü. Çekirdekler, hücrede sadece çekirdek art arda bölünürken, hücre bir bütün olarak ve zarı aynı kaldığında oluşur. Bu tür hücreler örneğin çizgili kas liflerinden oluşur; sinsityum (soket) olarak bilinen bir doku oluştururlar. Çok çekirdekli hücreler ayrıca bazı alglerde ve mantarlarda bulunur.

2. Bakteriler hangi şekle sahip olabilir?

Cevap. Morfolojinin özelliklerine göre, aşağıdaki bakteri grupları ayırt edilir: koklar (az ya da çok küresel), basiller (yuvarlak uçlu çubuklar veya silindirler), spirilla (sert spiraller) ve spiroketler (ince ve esnek saç benzeri formlar). Bazı yazarlar son iki grubu tek bir spiralde birleştirme eğilimindedir.

§18'den sonraki sorular

1. Bakterilerde DNA'nın şekli nasıldır?

Cevap. Prokaryotik hücrelerde bulunan ve geleneksel olarak bakteri kromozomu olarak adlandırılan tek dairesel DNA molekülü hücrenin merkezinde yer alır, ancak bu DNA molekülü bir zarla çevrili değildir ve sıkıca bükülmüş spiraller şeklinde doğrudan sitoplazmada bulunur.

2. Bakteriler cinsel yolla çoğalabilir mi?

Cevap. Prokaryotlarda cinsel üreme, aseksüel üremeden çok daha az yaygındır, ancak çok önemlidir, çünkü genetik bilgi alışverişi yaparken, bakteriler olumsuz etkilere (örneğin ilaçlara) karşı direnci birbirlerine aktarır. Cinsel süreç sırasında bakteriler, bakteri kromozomunun her iki parçasını ve özel küçük dairesel çift sarmallı DNA moleküllerini - plazmitleri değiştirebilir. Değişim, iki bakteri arasındaki sitoplazmik bir köprü aracılığıyla veya bir bakterinin DNA'sının kısımlarını alan ve onları enfekte ettikleri diğer bakteri hücrelerine aktaran virüsler aracılığıyla gerçekleşebilir.

3. Bakteriler ne zaman spor oluşturur ve işlevleri nedir?

Cevap. Olumsuz koşullar altında (soğuk, sıcak, kuraklık vb.) birçok bakteri spor oluşturabilmektedir. Sporlanma sırasında, bakteri kromozomunun etrafında özel bir yoğun kabuk oluşur ve hücrenin geri kalan içeriği ölür. Spor on yıllarca hareketsiz kalabilir ve uygun koşullar altında aktif bir bakteri ondan tekrar filizlenir. Son zamanlarda Alman araştırmacılar, 180 milyon yıl önce antik denizler kuruduğunda oluşan bakteri sporlarını "canlandırmayı" başardıklarını bildirdiler!

4. Mezozomlar nelerdir ve hangi işlevleri yerine getirirler?

Cevap. Prokaryotların hücre zarı, hücre - mezozomlara çok sayıda çıkıntı oluşturur. Prokaryotik bir hücrede metabolik reaksiyonlar sağlayan enzimler içerirler.

Tablo 3'ü düşünün. Prokaryotik ve prokaryotik arasındaki temel farkları vurgulayın. ökaryotik hücreler.

Cevap. Ökaryotlar canlı organizmaların krallığıdır. Yunancadan çevrilen "ökaryot", "çekirdeğe sahip olmak" anlamına gelir. Buna göre, bileşimlerindeki bu organizmalar, içinde bütünün bulunduğu bir çekirdeğe sahiptir. genetik bilgi. Bunlara mantarlar, bitkiler ve hayvanlar dahildir.

Prokaryotlar, hücrelerinde çekirdek bulunmayan canlı organizmalardır. karakteristik temsilciler prokaryotlar bakteri ve siyanobakterilerdir.

Ökaryotlar ve prokaryotlar boyut olarak birbirinden çok farklıdır. Bu nedenle, ökaryotik bir hücrenin ortalama çapı 40 mikron veya daha fazladır ve prokaryotik bir hücreninki 0,3-5,0 mikron mm'dir.

Prokaryotlar, nükleoidde bulunan dairesel DNA'ya sahiptir. Bu hücre bölgesi, sitoplazmanın geri kalanından bir zar ile ayrılır. DNA'nın RNA ve proteinlerle ilgisi yoktur, kromozom yoktur.

Ökaryotik hücrelerin DNA'sı, kromozomların bulunduğu çekirdekte bulunan doğrusaldır.

Prokaryotlar temel olarak basit ikiye bölme ile çoğalırlar, ökaryotlar ise mitoz, mayoz bölünme veya ikisinin bir kombinasyonu ile bölünür.

Ökaryotik hücreler, kendi genetik aparatlarının varlığı ile karakterize edilen organellere sahiptir: mitokondri ve plastidler. Bir zarla çevrilidirler ve bölünme yoluyla çoğalma yeteneğine sahiptirler.

Prokaryotik hücrelerde organeller de bulunur, ancak daha az sayıdadır ve bir zarla sınırlı değildir.

Ökaryotik flagella oldukça karmaşık bir yapıya sahiptir. Bazı prokaryotlarda ayrıca flagella bulunur, çeşitlidirler ve basit bir yapıya sahiptirler.

Prokaryotlar, bağımsız bir krallık oluşturan en eski organizmalardır. Prokaryotlar, bakterileri, mavi-yeşil "algleri" ve bir dizi başka küçük grubu içerir.

Prokaryotik hücreler, ökaryotlardan farklı olarak, iyi oluşturulmuş bir hücre çekirdeğine ve diğer iç zar organellerine sahip değildir (fotosentetik türlerdeki, örneğin siyanobakterilerdeki düz sarnıçlar hariç). Hücrenin genetik materyalinin (sözde nükleoid) ana bölümünü içeren tek büyük dairesel (bazı türlerde - doğrusal) çift sarmallı DNA molekülü, histon proteinleri (sözde kromatin) ile bir kompleks oluşturmaz. ). Prokaryotlar, siyanobakteriler (mavi-yeşil algler) dahil olmak üzere bakterileri içerir. Ayrıca şartlı olarak ökaryotik hücrelerin kalıcı hücre içi simbiyontlarını da içerebilirler - mitokondri ve plastidler.

Ökaryotlar (ökaryotlar) (Yunanca eu - iyi, tamamen ve karyon - çekirdek) - prokaryotlardan farklı olarak, sitoplazmadan bir nükleer zar ile sınırlandırılmış, oluşturulmuş bir hücre çekirdeğine sahip organizmalar. Genetik materyal, birkaç lineer çift sarmallı DNA molekülü (organizmaların tipine bağlı olarak, çekirdek başına sayıları iki ila birkaç yüz arasında değişebilir), içeriden hücre çekirdeğinin zarına tutturulur ve çok geniş bir alanda oluşur. çoğunluk (dinoflagellatlar hariç) kromatin adı verilen histon proteinleri ile bir kompleks. Ökaryotik hücreler, çekirdeğe ek olarak bir dizi başka organel (endoplazmik retikulum, Golgi aygıtı, vb.) oluşturan bir iç zar sistemine sahiptir. Ek olarak, büyük çoğunluğun kalıcı hücre içi simbiyontları-prokaryotları vardır - mitokondri ve algler ve bitkiler de plastidlere sahiptir.

2. Ökaryotik hücreler. Yapı ve fonksiyonlar

Ökaryotlar arasında bitkiler, hayvanlar, mantarlar bulunur.

Hayvan hücrelerinde hücre duvarı yoktur. Çıplak bir protoplast ile temsil edilir. Bir hayvan hücresinin sınır tabakası - glikokaliks - hücreler arası maddenin bir parçası olan polisakarit molekülleri tarafından "güçlendirilmiş" sitoplazmik zarın üst tabakasıdır.

Mitokondri katlanmış cristae sahiptir.

Hayvan hücreleri, iki merkezden oluşan bir hücre merkezine sahiptir. Bu, herhangi bir hayvan hücresinin potansiyel olarak bölünme yeteneğine sahip olduğunu göstermektedir.

Dahil etme hayvan kafesi taneler ve damlalar (proteinler, yağlar, karbonhidrat glikojen), metabolizmanın son ürünleri, tuz kristalleri, pigmentler şeklinde sunulur.

Hayvan hücrelerinde küçük boyutlarda kasılma, sindirim, boşaltım vakuolleri olabilir.

Hücrelerde plastidler, nişasta taneleri şeklinde kapanımlar, meyve suyuyla dolu büyük boşluklar yoktur.

3. Prokaryotik ve ökaryotik hücrelerin karşılaştırılması

En önemli fark prokaryotlardan ökaryot uzun zaman oluşturulmuş bir çekirdek ve zar organellerinin varlığı kabul edildi. Ancak 1970'lerde ve 1980'lerde Bunun sadece hücre iskeletinin organizasyonundaki daha derin farklılıkların bir sonucu olduğu ortaya çıktı. Bir süredir, hücre iskeletinin yalnızca ökaryotların karakteristiği olduğuna, ancak 1990'ların ortalarında olduğuna inanılıyordu. ökaryotik hücre iskeletinin ana proteinlerine homolog proteinler de bakterilerde bulunmuştur. (Tablo 16).

Ökaryotların bir mobil iç zar organelleri sistemi oluşturmasına izin veren özel olarak düzenlenmiş bir hücre iskeletinin varlığıdır. Ek olarak, hücre iskeleti endo- ve ekzositoza izin verir (mitokondri ve plastidler dahil hücre içi ortakyaşarların ökaryotik hücrelerde ortaya çıkmasının endositozdan kaynaklandığı varsayılır). Ökaryotik hücre iskeletinin bir diğer önemli işlevi, ökaryotik hücrenin çekirdeğinin (mitoz ve mayoz) ve vücudunun (sitotomi) bölünmesini sağlamaktır (prokaryotik hücrelerin bölünmesi daha basit bir şekilde düzenlenir). Hücre iskeletinin yapısındaki farklılıklar, pro ve ökaryotlar arasındaki diğer farklılıkları da açıklar. Örneğin, prokaryotik hücre formlarının sabitliği ve basitliği ve önemli form çeşitliliği ve ökaryotik hücrelerde değiştirme yeteneği ve ikincisinin nispeten büyük boyutu.

Böylece, prokaryotik hücrelerin boyutu ortalama 0,5 - 5 mikron, ökaryotik hücrelerin boyutları - ortalama olarak 10 ila 50 mikron arasındadır. Ek olarak, yalnızca ökaryotlar arasında gerçekten dev hücreler bulunur, örneğin büyük köpekbalıkları veya devekuşları yumurtaları (bir kuşun yumurtasında, tüm yumurta sarısı büyük bir yumurtadır), nöronlar büyük memeliler Hücre iskeleti tarafından güçlendirilen süreçleri onlarca santimetre uzunluğa ulaşabilir.

Yapılarında organizmalar tek hücreli ve çok hücreli olabilir. Prokaryotlar, bazı siyanobakteriler ve aktinomisetler dışında, ağırlıklı olarak tek hücrelidir. Ökaryotlar arasında protozoa, bir takım mantarlar ve bazı algler tek hücreli bir yapıya sahiptir. Diğer tüm formlar çok hücrelidir. Dünyadaki ilk canlı organizmaların tek hücreli olduğuna inanılmaktadır.

Ana makale:Bakteri, bitki ve hayvanların hücre yapısının karşılaştırılması

Uzun bir süre ökaryotlar ve prokaryotlar arasındaki en önemli fark, iyi oluşturulmuş bir çekirdek ve zar organellerinin varlığıydı. Ancak 1970'lerde ve 1980'lerde Bunun sadece hücre iskeletinin organizasyonundaki daha derin farklılıkların bir sonucu olduğu ortaya çıktı. Bir süredir, hücre iskeletinin yalnızca ökaryotların karakteristiği olduğuna, ancak 1990'ların ortalarında olduğuna inanılıyordu. ökaryotik hücre iskeletinin ana proteinlerine homolog proteinler de bakterilerde bulunmuştur.

Prokaryotik ve ökaryotik hücrelerin karşılaştırılması

Ökaryotların bir mobil iç zar organelleri sistemi oluşturmasına izin veren özel olarak düzenlenmiş bir hücre iskeletinin varlığıdır. Ek olarak, hücre iskeleti endo- ve ekzositoza izin verir (mitokondri ve plastidler dahil hücre içi ortakyaşarların ökaryotik hücrelerde ortaya çıkmasının endositozdan kaynaklandığı varsayılır). Ökaryotik hücre iskeletinin bir diğer önemli işlevi, ökaryotik hücrenin çekirdeğinin (mitoz ve mayoz) ve vücudunun (sitotomi) bölünmesini sağlamaktır (prokaryotik hücrelerin bölünmesi daha basit bir şekilde düzenlenir). Hücre iskeletinin yapısındaki farklılıklar aynı zamanda pro ve ökaryotlar arasındaki diğer farklılıkları da açıklar - örneğin, prokaryotik hücre formlarının sabitliği ve basitliği ve önemli şekil çeşitliliği ve onu ökaryotik hücrelerde değiştirme yeteneği gibi. ikincisinin nispeten büyük boyutu. Böylece, prokaryotik hücrelerin boyutu ortalama 0,5-5 mikron, ökaryotik hücrelerin boyutları - ortalama olarak 10 ila 50 mikron arasındadır. Ek olarak, yalnızca ökaryotlar arasında, büyük köpekbalıkları veya devekuşları yumurtaları (bir kuşun yumurtasında, tüm yumurta sarısı büyük bir yumurtadır), hücre iskeleti tarafından güçlendirilen süreçleri ulaşabilen büyük memelilerin nöronları gibi gerçekten dev hücrelere rastlar. onlarca santimetre uzunluğunda.

anaplazi

Yıkım hücre yapısı(örneğin, ne zaman malign tümörler) anaplazi denir.

Hücreler arası temaslar

Ana makale:Hücreler arası temaslar

Daha yüksek hayvanlarda ve bitkilerde hücreler, özellikle doğrudan fiziksel temaslar nedeniyle birbirleriyle etkileşime girdikleri doku ve organlarda birleştirilir. Bitki dokularında, tek tek hücreler plazmodesmata kullanılarak birbirine bağlanır ve hayvanlar oluşur. çeşitli türleri hücre temasları.

Bitki plazmodesmataları, içinden geçen ince sitoplazmik kanallardır. hücre duvarları bitişik hücreleri birbirine bağlayarak. Plazmodesmata boşluğu plazmalemma ile kaplıdır. Plazmodesmata tarafından birleştirilen tüm hücrelerin toplamına semplast denir; aralarında maddelerin düzenli taşınması mümkündür.

Omurgalıların hücreler arası bağlantıları, yapı ve işleve göre üç ana tipe ayrılır: Çapa(İngilizce) ankraj bağlantıları), yapışma temasları ve dezmozomlar dahil, yoğun veya yalıtım(İngilizce) sıkı bağlantı) ve oluklu veya iletişim(İngilizce) boşluk kavşağı). Ek olarak, kimyasal sinapslar gibi hücreler arasındaki bazı özel bağlantı türleri gergin sistem ve immünolojik sinapslar (T-lenfositler ve antijen sunan hücreler arasında), aşağıdakilere göre birleştirilir: işlevsel özellik ayrı bir gruba: sinyalleri ileten kontaklar, (eng. sinyal aktarma bağlantısı). Bununla birlikte, çapa, boşluk ve sıkı bağlantılar da hücreler arası sinyalleşmede rol oynayabilir.

Omurgalılarda hücreler arası temasların temel özellikleri
Bağlantı kişileri	sıkı temaslar	boşluk kişileri
Ankraj kontakları, hücreleri fiziksel olarak birbirine bağlar, dokuların, özellikle epitel ve kasların bütünlüğünü ve gücünü sağlar. Bu tip temaslar oluştuğunda, komşu hücrelerin hücre iskeletinin elemanları tek bir yapı halinde birleşmiş gibi görünmektedir: özel çapa proteinlerinin yardımıyla, içinden geçen cadgenrin proteinlerinin hücre içi kısmına bağlanırlar. hücre zarı, ve hücreler arası boşlukta komşu hücrelerin kaderinlerine bağlanır. İki ana tip ankraj kontağı vardır: komşu hücrelerin yapışkan, birleştirici mikrofilamentleri; ve oluşumunda ara filamentlerin yer aldığı dezmozomlar.	Sıkı (yalıtkan) kontaklar, aralarında 2-3 nm'lik bir boşluk bulunan komşu hücrelerin zarlarının maksimum yakınsamasını sağlar. Bu tür temas en sık epitelde meydana gelir. Sıkı bağlantılar, her hücrenin etrafında sürekli kayışlar oluşturarak onları sıkıca bir arada tutar ve hücreler arası sıvının aralarından akmasını engeller. Bu tür temaslar özellikle cildin su geçirmezliğini sağlamak için gereklidir. Okludinler, claudinler ve diğerleri proteinleri, yakın temasların oluşumunda yer alır.	Boşluk (iletişim) kontakları, komşu hücrelerin plazma zarlarının 2-4 nm mesafede birbirine yakın olduğu ve protein kompleksleri - bağlantılarla nüfuz ettiği küçük alanlardır. Her bir connexon, 1.5 nm çapında küçük hidrofilik gözenekleri çevreleyen altı transmembran konneksin proteininden oluşur. Bu kanallar aracılığıyla iyonlar ve diğer küçük hidrofilik moleküller bir hücreden diğerine geçebilir. Böylece komşu hücreler arasında iletişim gerçekleşir. Boşluk kavşakları, hayvan vücudunun çoğu dokusunun özelliğidir: özellikle epitel, bağ, kalp kası, sinir (elektrik sinapslarının oluştuğu yer), vb.

Hücre döngüsü

Ana makale:Hücre döngüsü

hücre bölünmesi

Hücre döngüsünün farklı aşamalarında soğan hücreleri

Telofaz aşamasında fare hücrelerinin mitozu: turuncu renkte gölgeli iğ (mikrotübüller), yeşil renkte aktin filamentleri, mavi renkte kromatin

Bölünme kanser hücreleri(optik mikroskop, ağır çekim filme alma)

Ana makale:hücre bölünmesi

ek bilgi: Amitoz, Mitoz ve Mayoz

Ayrıca bakınız: Prokaryotik hücre bölünmesi

Ökaryotik hücre bölünmesi]

amitoz - doğrudan bölme hücreler, somatik ökaryotik hücrelerde mitozdan daha az sıklıkla meydana gelir. Çoğu durumda, azaltılmış mitotik aktiviteye sahip hücrelerde amitoz gözlenir: bunlar genellikle ölüme mahkum olan yaşlanan veya patolojik olarak değiştirilmiş hücrelerdir (memelilerin embriyonik zarlarının hücreleri, tümör hücreleri ve diğerleri). Amitoz sırasında, çekirdeğin interfaz durumu morfolojik olarak korunur, çekirdekçik ve nükleer zar açıkça görülür. DNA replikasyonu yoktur. Kromatin sarmalı oluşmaz, kromozomlar saptanmaz. Hücre, mitoz sırasında neredeyse tamamen kaybolan doğal fonksiyonel aktivitesini korur. Örneğin, bir iğ oluşumu olmadan kısa kromozom parçalarının ayrılmasının meydana geldiği birçok siliatın makronükleusunun bölünmesidir. Amitoz sırasında, yalnızca çekirdek bölünür ve bir fisyon mili oluşmadan bölünür, bu nedenle kalıtsal materyal rastgele dağıtılır. Sitokinez yokluğu, daha sonra normal bir mitotik döngüye giremeyen iki çekirdekli hücrelerin oluşumuna yol açar. Tekrarlanan amitozlarla çok çekirdekli hücreler oluşabilir.

mitoz(Yunanca μιτος - iplikten) - dolaylı hücre bölünmesi, ökaryotik hücrelerin en yaygın üreme yöntemi, ontogenezin temel süreçlerinden biri. Mitotik bölünme, doku hücrelerinin popülasyonunu artırarak çok hücreli ökaryotların büyümesini sağlar. biyolojik önemi mitoz, genetik olarak özdeş yavru hücrelerin oluşumunu sağlayan ve bir dizi hücre neslinde sürekliliği koruyan, yavru çekirdekler arasında kesinlikle özdeş bir kromozom dağılımından oluşur. Döllenmiş bir yumurtanın bölünmesi ve hayvanlardaki çoğu dokunun büyümesi de şu şekilde gerçekleşir: mitotik bölünmeler. Morfolojik özelliklere dayanarak, mitoz geleneksel olarak şu şekilde ayrılır:

Profaz,

prometafaz

metafaz

anafaz,

telofaz.

Ortalama mitoz süresi 1-2 saattir. Hayvan hücrelerinde mitoz, kural olarak 30-60 dakika ve bitki hücrelerinde - 2-3 saat sürer. 70 yılda insan hücreleri toplamda yaklaşık 10 14 hücre bölünmeleri.

mayoz bölünme(Yunanca mayozdan - indirgeme) veya azaltma bölümü hücreler - kromozom sayısında yarı yarıya azalma ile ökaryotik bir hücrenin çekirdeğinin bölünmesi. İki aşamada gerçekleşir (mayoz bölünmenin indirgeme ve denklem aşamaları). Meiosis, gametogenez ile karıştırılmamalıdır - farklılaşmamış kök hücrelerden özel germ hücrelerinin veya gametlerin oluşumu. Mayoz bölünme sonucu kromozom sayısında azalma yaşam döngüsü diploid fazdan haploid faza geçişe yol açar. Ploidinin restorasyonu (haploidden diploid faza geçiş) cinsel sürecin bir sonucu olarak ortaya çıkar. İlk, indirgeme aşamasının profazında, homolog kromozomların ikili füzyonunun (konjugasyonu) meydana gelmesi nedeniyle, mayozun doğru seyri ancak diploid hücreler veya hatta poliploidlerde (tetra-, hekzaploid, vb. hücreler). Mayoz, tek poliploidlerde de (tri-, pentaploid, vb. hücreler) meydana gelebilir, ancak bunlarda, faz I'de kromozomların ikili füzyonunun sağlanamaması nedeniyle, hücrenin veya hücrenin canlılığını tehdit eden rahatsızlıklarla kromozom ayrışması meydana gelir. ondan çok hücreli bir haploid organizma geliştirmek. Aynı mekanizma, türler arası hibritlerin sterilitesinin temelini oluşturur. Kromozomal mutasyonlar (büyük ölçekli delesyonlar, duplikasyonlar, inversiyonlar veya translokasyonlar) tarafından kromozomların konjugasyonu üzerindeki belirli kısıtlamalar da uygulanır.