Prokaryotik ve ökaryotik hücrelerin yapısındaki benzerlikler ve farklılıklar - Bilgi Hipermarketi. Prokaryotların ve ökaryotların hücre yapısı Prokaryotların ve ökaryotların ayırt edici özellikleri

Hücre biyolojisindeki önemli sınıflandırmalardan biri, prokaryotlara ve ökaryotlara bölünmeleridir.

Mikrobiyolojinin evriminden bahsetmişken, kurucusu olan bilim adamı Pasteur'un önemli katkısını belirtmekte fayda var. Bu adam sayesinde immünoloji ve biyoteknoloji alanları gelişmeye başladı.

Hücre ile ilgili temel kavramların temel bir tanımını verdi, mikroorganizmaların organizmaların tüm yaşam alanlarındaki rolünün uygunluğuna ilişkin mekanizmanın ilkelerini ve işleyişini doğruladı. Çalışmalarına Koch tarafından devam edildi.

Bu iki ana hücre sınıfının her birine hangi organizmaların ait olduğunu bulmaya çalışalım. Hücrelerin yapısı nedir ve nasıl farklıdırlar? Bu türlerin her birinin sınıflandırması nedir?

İnsanlar ve biyosfer için nasıl faydalıdırlar ve genel olarak önemi nedir? Okuyucu aşağıda tüm bu soruların cevaplarını bulacaktır.

prokaryot ve ökaryot nedir

Tüm canlı organizmaların doğası gereği hücresel ve hücresel olmayan (virüsler) olarak ikiye ayrıldığı bilinmektedir. Ayrıca, ilki de 2 kategoriye ayrılır: prokaryotlar (nükleer öncesi krallık) ve ökaryotlar (nükleer krallık).

Prokaryotlar şunları içerir:

ökaryotlar için:

• mantarlar;
• bitkiler;
• hayvanlar.

Nasıl farklılar? Aşağıda düşünün.

Ökaryotik bir hücrenin belirtileri

Nükleer olduğuna inanılıyor hücresel organizmalar 1.5 milyar yıl önce ortaya çıktı. Geçmişte, bilim adamları fenomenlerin özünü hücresel düzeyde çok az anlamış olsalar da, yazılarında genellikle vücudun bu biriminin yaklaşık çizimlerini göstermeye başladılar.

Her birindeki imzalar, bu tip hücrelerin ayırt edici bir özelliğidir - çift katmanlı bir zarla kaplı bir çekirdeğin varlığı.

Bu organizmaların ana genetik materyalinin depolandığı çekirdekte bulunur. Ek olarak, tüm RNA türlerinin hacminin çoğuna sahip birkaç nükleol içerir.

Ayrıca böyle bir hücrede başka oluşumlar da vardır - sitoplazmasında bulunan organeller. Bunlar şunları içerir:

• mitokondri - yapılarındaki proteinlere benzer, ayrıca DNA içerir;
• lizozomlar - bu hücrenin genel metabolizmasına yardımcı olan veziküllerdir;
• kloroplastlar.

Bu bileşikler ayrıca, ana rolü organizma biriminin çeşitli elementlerinin dış çevre ile bağlantısı olan zarlarla ayrılır. Kompozisyonun tüm elemanlarının iyi çalışması için, bu hücrede tam bir "iskelet" için filamentler ve mikrotübüller vardır.

Solunum süreci, bu hücreler tarafından oluşturulan canlı organizmalar arasında daha yaygındır.

Prokaryotik hücrelerin yapısı

Önceki süper krallığın aksine, protozoa hücrede bir çekirdekten yoksundur.

İçinde, çekirdek yerine, sitoplazmada genetik materyali ileten bir kromozom vardır.

Basitçe hücre bölünmesiyle çoğalırlar. Hücre sıvısında çok az Çeşitli türler yapılar. Ayrıca bir zarla kaplıdırlar. Ribozom içerirler.

Bu süper krallığın ana temsilcilerini düşünün.

Bakteriler ve siyanobakteriler

Birincisi tek hücreli mikroorganizmalardır. Flagella yardımıyla çok hareketlidirler.

Hayatın her alanında yaşarlar. İtibaren dış ortam murein ve özel bir kabuk ile korunurlar.

İkinci tip, küçük ribozomlara ve bir kalıtsal kromozoma sahip en basit hücrelerle temsil edilir.

Deniz yosunu

Esas olarak yaşıyorlar su ortamı ve yerde. Ototrof beslenmeye sahiptirler. Yüzdürme güçleri vakuoller tarafından belirlenir. Ek olarak, onlar için, bitki krallığının temsilcileri için olduğu gibi, fotosentez de karakteristiktir.

Örnekler yeşil alglerle temsil edilir. Ayrıca basit bölünme ile çoğalırlar. çok olumsuz koşullar sporlar hareket için kullanılabilir.

Prokaryotlar ve ökaryotlar arasındaki benzerlikler ve farklılıklar

"Süper krallıkların özellikleri" karşılaştırmalı tablosu, temel farklılıkları tanımlamanın kolay olduğuna dair işaretler gösterir.

Çözüm

Bu nedenle, bu iki krallığın temsilcileri olmadan dünyadaki yaşamı hayal etmek imkansızdır. Doğadaki rolleri nedir? Çok basit: protozoalar, bir biyosistemdeki neredeyse tüm biyokimyasal süreçlerin onlarsız imkansız olduğu organizmalardır. Ek olarak, birçoğu fotosentez sürecine dahil olur, bitkiler için bir beslenme ve solunum kaynağı görevi görür.

Ökaryotlar sadece başkaları için besin değil, aynı zamanda nüfusun ana düzenleyici gücüdür. farklı şekiller, yani, doğal seçilimin mekanizmalarından biri.

Bu, yaklaşık 3.5 milyar yıl önce ortaya çıkan en eski gruptur; ayrıca, bunlar sahip olan en küçük organizmalardır. hücre yapısı. Prokaryotların özellikleri Tablo'da özetlenmiştir. 2.2. Kural olarak, prokaryotlar tek hücrelerle temsil edilir, ancak mavi-yeşil algler (siyanobakteriler, Siyanobakteriler) adı verilen hücre zincirleri oluşturabilir. İş Parçacığı.

Bazı bakteriler üzüm salkımına benzeyen karakteristik kümeler oluşturarak birbirine yapışır (Şekil 2.10), ancak birleşik hücreler birbirinden tamamen bağımsız kalır. Tek bir bakteri hücresi sadece kullanılarak görülebilir, bu yüzden denir. mikroorganizmalar. Bakterileri inceleyen bilim bakteriyoloji- önemli bir dal oluşturmaktadır.

Bakterilerin boyutları değişir: uzunlukları 0,1 ila 10 mikron arasında değişir ve ortalama çapları 1 mikrondur. Böylece, bakteri hücresi 200 molekül orta büyüklükte küresel protein (5 nm çapında) sığdırmak için yeterli alan vardır. Bu tür moleküller, saniyede yaklaşık 60 mikronluk bir mesafede yayılma yeteneğine sahip olduklarından, bu organizmalar herhangi bir özel taşıma mekanizmasına ihtiyaç duymazlar.

Bakteriler her yerde bulunabilir: toprakta ve tozda, suda ve havada, içte ve yüzeyde ve. Bazı bakteriler, sıcaklığı 78°C veya daha yüksek olan kaplıcalarda yaşar. Diğerleri çok altında hayatta kalabilir Düşük sıcaklık ve hatta buzda belirli donma dönemlerinde hayatta kalır. Bakteriler ayrıca okyanus tabanındaki derin yarıklarda da bulunur. yüksek basınç ve sıcaklık 360°C. Okyanusun bu bölgelerinde benzersiz besin zincirleri başlatırlar.

Bakterilerin sayısı hayal edilemeyecek kadar fazladır; bir gram verimli toprağın 2,5 milyar bakteri içerdiğini buldu; 1 cm3 taze sütte içeriği 3 milyarı geçebilir.Mantarlarla birlikte bakteriler diğer tüm organizmalar için hayati öneme sahiptir, çünkü hayati faaliyetleri sonucunda organik maddeleri yok ederek biyojenik elementlerin vücutta dolaşımını sağlarlar. doğa. Ek olarak, sadece bazıları çeşitli hastalıklara neden olan ajanlar olduğu için değil, aynı zamanda meydana gelen biyokimyasal reaksiyonların çeşitliliği nedeniyle birçok biyoteknolojik işlemde kullanılabilmeleri nedeniyle insan yaşamında giderek daha önemli hale gelmektedirler. Bu konu Bölüm'de daha ayrıntılı olarak tartışılmaktadır. 12.

Hücre yapısının birliği.

Herhangi bir hücrenin içeriği, özel bir yapı ile dış ortamdan ayrılır - plazma zarı (plazmalemma). Bu izolasyon, hücreyi çevreleyenden farklı olarak hücre içinde çok özel bir ortam yaratmanıza izin verir. Bu nedenle, başka hiçbir yerde meydana gelmeyen bu süreçlere hücrede meydana gelebilir, bunlara denir. hayat süreçleri.

Canlı bir hücrenin plazma zarı ile sınırlanan iç ortamına denir. sitoplazma. O içerir hiyaloplazma(temel şeffaf madde) ve hücre organelleri,çeşitli kalıcı olmayan yapıların yanı sıra - kapanımlar. Herhangi bir hücrede bulunan organeller ayrıca şunları içerir: ribozom, nerede gerçekleşir protein sentezi.

Ökaryotik hücrelerin yapısı.

ökaryotlar Hücreleri çekirdeğe sahip organizmalardır. Çekirdek- bu, kromozomlarda kayıtlı kalıtsal bilgilerin saklandığı ve kalıtsal bilgilerin kopyalandığı ökaryotik hücrenin organelidir. Kromozom proteinlerle bütünleşmiş bir DNA molekülüdür. çekirdek içerir çekirdekçik- protein sentezinde yer alan diğer önemli organellerin oluştuğu yer - ribozomlar. Ancak ribozomlar sadece çekirdekte oluşur ve sitoplazmada çalışırlar (yani protein sentezlerler). Bazıları sitoplazmada serbesttir ve bazıları zarlara bağlı olarak adlandırılan bir ağ oluşturur. endoplazmik.

ribozomlar- zar olmayan organeller.

Endoplazmik retikulum zarlarla çevrili tübüller ağıdır. İki tip vardır: pürüzsüz ve taneli. Ribozomlar, granüler endoplazmik retikulumun zarlarında bulunur, bu nedenle proteinlerin sentezi ve taşınması içinde gerçekleşir. Ve pürüzsüz endoplazmik retikulum, karbonhidratların ve lipidlerin sentez ve taşınmasının yeridir. Ribozomları yoktur.

Proteinlerin, karbonhidratların ve yağların sentezi için, ökaryotik hücrede hücrenin "enerji istasyonları" tarafından üretilen enerjiye ihtiyaç vardır - mitokondri.

mitokondri- hücresel solunum sürecinin gerçekleştiği iki zarlı organeller. Organik bileşikler mitokondriyal zarlarda oksitlenir ve kimyasal enerji özel enerji molekülleri şeklinde biriktirilir. (ATP).

Hücrede ayrıca organik bileşiklerin birikebileceği ve taşınabilecekleri bir yer vardır - bu golgi aygıtı, düz membran torba sistemi. Proteinlerin, lipidlerin, karbonhidratların taşınmasında rol oynar. Golgi aygıtında hücre içi sindirim organelleri de oluşur - lizozomlar.

lizozomlar- hayvan hücrelerinin karakteristiği olan tek zarlı organeller, proteinleri, karbonhidratları parçalayabilen enzimler içerir, nükleik asitler, lipidler.

Bir hücre, ribozomlar ve hücre iskeleti gibi zar yapısına sahip olmayan organeller içerebilir.

hücre iskeleti- Bu kas-iskelet sistemi hücreler, mikrofilamentler, kirpikler, flagella, mikrotübüller ve merkezciller üreten bir hücre merkezi içerir.

Sadece bitki hücrelerine özgü organeller vardır, - plastitler. Bunlar: kloroplastlar, kromoplastlar ve lökoplastlar. Fotosentez süreci kloroplastlarda gerçekleşir.

Ayrıca bitki hücrelerinde boşluklar- Ürün:% s hücre aktivitesi su ve içinde çözünmüş bileşiklerin rezervuarları olan. Ökaryotik organizmalar arasında bitkiler, hayvanlar ve mantarlar bulunur.

Prokaryotik hücrelerin yapısı.

prokaryotlarçekirdeği olmayan tek hücreli canlılardır.

Prokaryotik hücreler boyut olarak küçüktür, genetik materyali dairesel bir DNA molekülü (nükleoid) şeklinde tutar. Prokaryotik organizmalar, eskiden mavi-yeşil alg olarak adlandırılan bakteri ve siyanobakterileri içerir.

Prokaryotlarda bir süreç meydana gelirse aerobik solunum, daha sonra bu amaçla plazma zarının özel çıkıntıları kullanılır - mezozomlar. Bakteriler fotosentetik ise, fotosentez işlemi fotosentetik zarlarda gerçekleşir - tilakoidler.

Prokaryotlarda protein sentezi gerçekleşir. ribozomlar. AT prokaryotik hücre birkaç organel.

Ökaryotik hücre organellerinin kökenine ilişkin hipotezler.

Prokaryotik hücreler, Dünya'da ökaryotik olanlardan daha önce ortaya çıktı.

1) simbiyotik hipotezökaryotik bir hücrenin bazı organellerinin - mitokondri ve fotosentetik plastidlerin ortaya çıkma mekanizmasını açıklar.

2) istila hipotezi- ökaryotik hücrenin kökeninin, ataların formunun aerobik bir prokaryot olması gerçeğinden geldiğini iddia eder. İçindeki organeller, zarın bölümlerinin istila edilmesi ve pul pul dökülmesinin bir sonucu olarak ortaya çıktı, ardından diğer organellerin çekirdeği, mitokondri, kloroplastlarında fonksiyonel uzmanlaşma izledi.

Prokaryotik hücreler çok küçük boyutlarda (0,5 ila 5 mikron arası) ve en basit yapıda farklılık gösterir (Şekil 36). Hareketsiz sitoplazmaları vardır hücre zarı ve hücre çeperi. Sitoplazma, birkaç küçük ribozom ve lipid granülleri ve diğer maddeler şeklinde çeşitli inklüzyonlar içerir. Genetik materyal (DNA), sitoplazmadan zarlarla ayrılmamıştır, iyi oluşturulmuş kromozomlar yoktur ve tek bir dairesel DNA molekülüne geleneksel olarak "kromozom" denir.

ökaryotik hücrelerçok karmaşık yaban hayatı birimleridir ve büyük bir yapısal ve işlevsel çeşitlilik ile karakterize edilir (Şekil 37). Bu durumda, hücrelerin şekli genellikle çok hücreli bir organizmada gerçekleştirdikleri işlevlere bağlıdır. Bununla birlikte, tüm ökaryotik hücrelerin yapısının genel planı, temel bir benzerliğe sahiptir. Ökaryotik hücrelerde, sitoplazmadan iki zardan oluşan bir kılıfla sınırlanmış, iyi biçimlendirilmiş bir çekirdek vardır; uzun bükülmüş DNA dizilerinin kromozomları; çeşitli organellerin eksiksiz bir seti.

Prokaryotlar ve ökaryotlar arasındaki farközellikle ana özelliklerini karşılaştırırken iyi görülür (tablo).

Tüm canlı organizmalar, hücrelerinin temel yapısına bağlı olarak iki gruptan (prokaryotlar veya ökaryotlar) birinde sınıflandırılabilir. Prokaryotlar, sahip olmayan hücrelerden oluşan canlı organizmalardır. hücre çekirdeği ve zar organelleri. Ökaryotlar, bir çekirdek ve zar organelleri içeren canlı organizmalardır.

Hücre, hayatımızın temel bir parçasıdır. modern tanım hayat ve canlılar. Hücreler yaşamın temel yapı taşları olarak görülür ve "canlı" olmanın ne anlama geldiğini tanımlamada kullanılır.

Hayatın bir tanımına göz atalım: "Canlılar, hücrelerden oluşan ve çoğalabilen kimyasal organizasyonlardır" (Keaton, 1986). Bu tanım iki teoriye dayanmaktadır - hücre teorisi ve biyogenez teorileri. İlk olarak 1830'ların sonlarında Alman bilim adamları Matthias Jakob Schleiden ve Theodor Schwann tarafından önerildi. Tüm canlıların hücrelerden oluştuğunu savundular. 1858'de Rudolf Virchow tarafından önerilen biyogenez teorisi, tüm canlı hücrelerin mevcut (canlı) hücrelerden ortaya çıktığını ve cansız maddelerden kendiliğinden ortaya çıkamayacağını belirtir.

Hücrelerin bileşenleri, dış dünya ile hücrenin iç bileşenleri arasında bir bariyer görevi gören bir zarla çevrilidir. hücre zarı- seçici bir bariyer, yani hücrelerin yaşamı için gerekli dengeyi sağlayan bazı kimyasalları geçer.

Hücre zarı hareketi düzenler kimyasal maddeler hücreden hücreye şu yollarla

• difüzyon (bir maddenin moleküllerinin konsantrasyonu en aza indirme eğilimi, yani moleküllerin konsantrasyonu daha yüksek olan bir alandan daha düşük olan bir alana doğru konsantrasyon eşitlenene kadar hareketi);
• ozmoz (zardan geçemeyen bir çözünen maddenin konsantrasyonunu eşitlemek için çözücü moleküllerinin kısmen geçirgen bir zardan hareketi);
• seçici taşıma (membran kanalları ve pompalar kullanılarak).

Prokaryotlar, hücre çekirdeği veya herhangi bir zar organeli olmayan hücrelerden oluşan organizmalardır. Bu, prokaryotlardaki DNA'nın genetik materyalinin çekirdeğe bağlı olmadığı anlamına gelir. Ek olarak, prokaryotların DNA'sı, ökaryotlarınkinden daha az yapılandırılmıştır. Prokaryotlarda DNA tek döngülüdür. Ökaryotik DNA, kromozomlar halinde düzenlenir. Çoğu prokaryot sadece bir hücreden (tek hücreli) oluşur, ancak çok hücreli olan birkaç tane vardır. Bilim adamları prokaryotları iki gruba ayırır: ve.

Tipik bir prokaryotik hücre şunları içerir:

• plazma (hücre) zarı;
• sitoplazma;
• ribozomlar;
• flagella ve pili;
• nükleoid;
• plazmitler;

ökaryotlar

Ökaryotlar, hücreleri bir çekirdek ve zar organelleri içeren canlı organizmalardır. Ökaryotlardaki genetik materyal çekirdekte bulunur ve DNA kromozomlar halinde düzenlenir. ökaryotik organizmalar tek hücreli veya çok hücreli olabilir. ökaryotlardır. Ayrıca ökaryotlar arasında bitkiler, mantarlar ve protozoalar bulunur.

Tipik bir ökaryotik hücre şunları içerir:

• nükleol;