Kas ir eikarioti un prokarioti: dažādu valstu šūnu salīdzinošās īpašības. Prokariotu un eikariotu šūnas

Vissvarīgākā eikariotu šūnu galvenā iezīme ir saistīta ar ģenētiskā aparāta atrašanās vietu šūnā. Visu eikariotu ģenētiskais aparāts atrodas kodolā, un to aizsargā kodola membrāna (grieķu valodā "eikariots" nozīmē, ka ir kodols). Eikariotu DNS ir lineāra (prokariotos DNS ir apļveida un atrodas īpašā šūnas apgabalā - nukleoīdā, kas nav atdalīts ar membrānu no pārējās citoplazmas). Tas ir saistīts ar histona proteīniem un citiem hromosomu proteīniem, kuru baktērijām nav.

Eikariotu dzīves ciklā parasti ir divas kodolfāzes (haplofāze un diplofāze). Pirmajai fāzei raksturīgs haploīds (viens) hromosomu komplekts, tad, apvienojoties, divas haploīdas šūnas (vai divi kodoli) veido diploīdu šūnu (kodolu), kas satur dubultu (diploīdu) hromosomu komplektu. Dažreiz nākamajā dalījumā un biežāk pēc vairākiem dalījumiem šūna atkal kļūst haploīda. Tādas dzīves cikls un vispār diploīdija nav raksturīga prokariotiem.

Trešā, iespējams, visinteresantākā atšķirība ir īpašu organellu klātbūtne eikariotu šūnās, kurām ir savs ģenētiskais aparāts, kas vairojas ar dalīšanos un ko ieskauj membrāna. Šīs organellas ir mitohondriji un plastidi. Pēc savas struktūras un darbības tie ir pārsteidzoši līdzīgi baktērijām. Šis apstāklis ​​pamudināja mūsdienu zinātniekus uz domu, ka šādi organismi ir baktēriju pēcteči, kas ir nonākuši simbiotiskās attiecībās ar eikariotiem. Prokariotiem raksturīgs neliels skaits organellu, un nevienu no tiem neapņem dubultā membrāna. Prokariotu šūnās nav endoplazmatiskā tīkla, Golgi aparāta vai lizosomu.

Vēl viena svarīga atšķirība starp prokariotiem un eikariotiem ir endocitozes klātbūtne eikariotos, ieskaitot fagocitozi daudzās grupās. Fagocitoze (burtiski "ēdot šūnu") ir eikariotu šūnu spēja uztvert, ietvert membrānas pūslīšos un sagremot dažādas cietās daļiņas. Šis process nodrošina ķermenim svarīgu aizsardzības funkcija. Pirmo reizi to atklāja I. I. Mečņikovs jūras zvaigznes tuvumā. Fagocitozes parādīšanās eikariotos, visticamāk, ir saistīta ar vidējiem izmēriem (vairāk par izmēru atšķirībām tālāk). Prokariotu šūnu izmēri ir nesalīdzināmi mazāki, un tāpēc eikariotu evolūcijas attīstības procesā viņi saskārās ar problēmu nodrošināt ķermeni ar lielu pārtikas daudzumu. Tā rezultātā eikariotu vidū parādās pirmie īstie, mobilie plēsēji.

Lielākajai daļai baktēriju ir šūnu siena, kas atšķiras no eikariotu (ne visiem eikariotiem tā ir). Prokariotos tā ir spēcīga struktūra, kas galvenokārt sastāv no mureīna (arhejās, pseidomureīns). Mureīna struktūra ir tāda, ka katru šūnu ieskauj īpašs sieta maisiņš, kas ir viena milzīga molekula. Starp eikariotiem daudziem protistiem, sēnītēm un augiem ir šūnu sienas. Sēnēs tas sastāv no hitīna un glikāniem, zemākajos augos tas sastāv no celulozes un glikoproteīniem, kramaļģes sintezē šūnu sieniņu no silīcijskābēm, augstākos augos tas sastāv no celulozes, hemicelulozes un pektīna. Acīmredzot lielākām eikariotu šūnām ir kļuvis neiespējami izveidot šūnu sienu no vienas molekulas ar augstu izturību. Šis apstāklis ​​var likt eikariotiem izmantot citu materiālu šūnu sienai. Cits izskaidrojums ir tāds, ka eikariotu kopīgais sencis saistībā ar pāreju uz plēsoņām zaudēja savu šūnu sieniņu, un tad tika zaudēti arī gēni, kas ir atbildīgi par mureīna sintēzi. Kad daži eikarioti atgriezās pie osmotrofas barošanas, šūnu siena atkal parādījās, bet uz cita bioķīmiskā pamata.

Arī baktēriju metabolisms ir daudzveidīgs. Kopumā ir četri uztura veidi, un tie visi ir sastopami starp baktērijām. Tie ir fotoautotrofi, fotoheterotrofi, ķīmijautotrofi, hemoheterotrofi (fototrofas izmantošanas enerģija saules gaisma, ķīmijtrofi izmanto ķīmisko enerģiju). Savukārt eikarioti vai nu paši sintezē enerģiju no saules gaismas, vai arī izmanto gatavu šādas izcelsmes enerģiju. Tas var būt saistīts ar plēsēju parādīšanos eikariotu vidū, kuriem ir zudusi nepieciešamība sintezēt enerģiju.

Vēl viena atšķirība ir flagella struktūra. Baktērijās tie ir plāni - tikai 15-20 nm diametrā. Tie ir dobi pavedieni, kas izgatavoti no flagellīna proteīna. Eikariotu flagellas struktūra ir daudz sarežģītāka. Tie ir šūnu izaugums, ko ieskauj membrāna, un tie satur citoskeletu (aksonēmu), kas sastāv no deviņiem perifēro mikrotubulu pāriem un diviem mikrotubuliem centrā. Atšķirībā no rotējošām prokariotu flagellas, eikariotu flagellas izliecas vai izlocās. Abas mūsu aplūkotās organismu grupas, kā jau minēts, ievērojami atšķiras pēc to vidējā lieluma. Prokariotu šūnas diametrs parasti ir 0,5-10 mikroni, savukārt eukariotos tas pats rādītājs ir 10-100 mikroni. Šādas šūnas tilpums ir 1000-10000 reižu lielāks nekā prokariotu šūnas tilpums. Prokariotos ribosomas ir mazas (70S tipa). Eikariotiem ir lielākas ribosomas (80S tipa).

Acīmredzot atšķiras arī šo grupu rašanās laiks. Pirmie prokarioti radās evolūcijas procesā aptuveni pirms 3,5 miljardiem gadu, un eikariotu organismi radās no tiem aptuveni pirms 1,2 miljardiem gadu.

Vissvarīgākā eikariotu šūnu galvenā iezīme ir saistīta ar ģenētiskā aparāta atrašanās vietu šūnā. Visu eikariotu ģenētiskais aparāts atrodas kodolā, un to aizsargā kodola membrāna (grieķu valodā "eikariots" nozīmē, ka ir kodols). Eikariotu DNS ir lineāra (prokariotos DNS ir apļveida un atrodas īpašā šūnas apgabalā - nukleoīdā, kas nav atdalīts ar membrānu no pārējās citoplazmas). Tas ir saistīts ar histona proteīniem un citiem hromosomu proteīniem, kuru baktērijām nav.

Eikariotu dzīves ciklā parasti ir divas kodolfāzes (haplofāze un diplofāze). Pirmajai fāzei raksturīgs haploīds (viens) hromosomu komplekts, tad, apvienojoties, divas haploīdas šūnas (vai divi kodoli) veido diploīdu šūnu (kodolu), kas satur dubultu (diploīdu) hromosomu komplektu. Dažreiz nākamajā dalījumā un biežāk pēc vairākiem dalījumiem šūna atkal kļūst haploīda. Šāds dzīves cikls un vispār diploīdija nav raksturīga prokariotiem.

Trešā, iespējams, visinteresantākā atšķirība ir īpašu organellu klātbūtne eikariotu šūnās, kurām ir savs ģenētiskais aparāts, kas vairojas ar dalīšanu un ko ieskauj membrāna. Šīs organellas ir mitohondriji un plastidi. Pēc savas struktūras un darbības tie ir pārsteidzoši līdzīgi baktērijām. Šis apstāklis ​​pamudināja mūsdienu zinātniekus uz domu, ka šādi organismi ir baktēriju pēcteči, kas ir nonākuši simbiotiskās attiecībās ar eikariotiem. Prokariotiem raksturīgs neliels skaits organellu, un nevienu no tiem neapņem dubultā membrāna. Prokariotu šūnās nav endoplazmatiskā tīkla, Golgi aparāta vai lizosomu.

Vēl viena svarīga atšķirība starp prokariotiem un eikariotiem ir endocitozes klātbūtne eikariotos, ieskaitot fagocitozi daudzās grupās. Fagocitoze (burtiski "ēdot šūnu") ir eikariotu šūnu spēja uztvert, ietvert membrānas pūslīšos un sagremot dažādas cietās daļiņas. Šis process nodrošina svarīgu ķermeņa aizsargfunkciju. Pirmo reizi to atklāja I. I. Mečņikovs jūras zvaigznes tuvumā. Fagocitozes parādīšanās eikariotos, visticamāk, ir saistīta ar vidējiem izmēriem (vairāk par izmēru atšķirībām tālāk). Prokariotu šūnu izmērs ir nesalīdzināmi mazāks, un tāpēc eikariotu evolūcijas attīstības procesā viņi saskārās ar problēmu, kas saistīta ar ķermeņa apgādi ar lielu pārtikas daudzumu. Tā rezultātā eikariotu vidū parādās pirmie īstie, mobilie plēsēji.

Lielākajai daļai baktēriju ir šūnu siena, kas atšķiras no eikariotu (ne visiem eikariotiem tā ir). Prokariotos tā ir spēcīga struktūra, kas galvenokārt sastāv no mureīna (arhejās, pseidomureīns). Mureīna struktūra ir tāda, ka katru šūnu ieskauj īpašs sieta maisiņš, kas ir viena milzīga molekula. Starp eikariotiem daudziem protistiem, sēnītēm un augiem ir šūnu sienas. Sēnēs tas sastāv no hitīna un glikāniem, zemākajos augos tas sastāv no celulozes un glikoproteīniem, kramaļģes sintezē šūnu sieniņu no silīcijskābēm, augstākos augos tas sastāv no celulozes, hemicelulozes un pektīna. Acīmredzot lielākām eikariotu šūnām ir kļuvis neiespējami izveidot šūnu sienu no vienas molekulas ar augstu izturību. Šis apstāklis ​​var likt eikariotiem izmantot citu materiālu šūnu sienai. Cits izskaidrojums ir tāds, ka eikariotu kopīgais sencis saistībā ar pāreju uz plēsoņām zaudēja savu šūnu sieniņu, un tad tika zaudēti arī gēni, kas ir atbildīgi par mureīna sintēzi. Kad daži eikarioti atgriezās pie osmotrofas barošanas, šūnu siena atkal parādījās, bet uz cita bioķīmiskā pamata.

Arī baktēriju metabolisms ir daudzveidīgs. Kopumā ir četri uztura veidi, un tie visi ir sastopami starp baktērijām. Tie ir fotoautotrofi, fotoheterotrofi, ķīmijautotrofi, hemoheterotrofi (fototrofiski izmanto saules gaismas enerģiju, ķīmijtrofiski izmanto ķīmisko enerģiju).

Viena no svarīgākajām klasifikācijām šūnu bioloģijā ir to sadalīšana prokariotos un eikariotos.

Runājot par mikrobioloģijas evolūciju, ir vērts atzīmēt zinātnieka Pastēra ievērojamo ieguldījumu, kurš bija tās dibinātājs. Pateicoties šim cilvēkam, sāka attīstīties imunoloģijas un biotehnoloģijas jomas.

Viņš sniedza galveno ar šūnu saistīto jēdzienu pamata definīciju, pamatoja mehānisma principus un darbību par mikroorganismu lomas atbilstību visās organismu dzīves jomās. Viņa darbu turpināja Kohs.

Mēģināsim noskaidrot, kuri organismi pieder katrai no šīm divām galvenajām šūnu klasēm. Kāda ir šūnu struktūra un kā tās atšķiras? Kāda ir katra no šiem veidiem klasifikācija.

Kā tie ir noderīgi cilvēkiem un biosfērai, un kāda ir to nozīme kopumā? Uz visiem šiem jautājumiem lasītājs atradīs atbildes tālāk.

Kas ir prokarioti un eikarioti

Ir zināms, ka visi dzīvie organismi pēc savas būtības ir sadalīti šūnu un ne-šūnu (vīrusos). Turklāt pirmie ir arī sadalīti 2 kategorijās: prokarioti (pirmskodolvalsts) un eikarioti (kodolvalsts).

Prokarioti ietver:

Eikariotiem:

  • sēnes;
  • augi;
  • dzīvnieki.

Kā viņi atšķiras? Apsveriet tālāk.

Eikariotu šūnas pazīmes

Tiek uzskatīts, ka kodolšūnu organismi parādījās apmēram pirms 1,5 miljardiem gadu. Lai gan agrāk zinātnieki slikti izprata parādību būtību šūnu līmenī, taču savos rakstos bieži sāka parādīties aptuvens šīs ķermeņa vienības zīmējums.

Paraksti katrā valstī viens atšķirīgā iezīmešūnas šāda veida- kodola klātbūtne, kas pārklāta ar dubultu membrānas slāni.

Tieši kodolā tiek glabāts šo organismu galvenais ģenētiskais materiāls. Turklāt tajā ir vairāki nukleoli ar lielāko daļu visu veidu RNS.

Arī šādā šūnā ir citi veidojumi - organellas, kas atrodas tās citoplazmā. Tie ietver:

  • mitohondriji - pēc savas struktūras atgādina olbaltumvielas, satur arī DNS;
  • lizosomas - ir pūslīši, kas palīdz šīs šūnas vispārējai vielmaiņai;
  • hloroplasti.

Šos savienojumus atdala arī membrānas, kuru galvenā loma ir dažādu organisma vienības elementu saistība ar ārējo vidi. Lai visi kompozīcijas elementi labi funkcionētu, pilnīgam "skeletam" šajā šūnā ir pavedieni un mikrotubulas.

Elpošanas process ir biežāk sastopams starp dzīviem organismiem, ko veido šīs šūnas.

Prokariotu šūnu struktūra

Atšķirībā no iepriekšējās lielvalsts, vienšūņiem šūnā trūkst kodola.

Tajā kodola vietā citoplazmā ir viena hromosoma, kas pārraida ģenētisko materiālu.

Viņi vairojas vienkārši šūnu dalīšanās ceļā.Ļoti maz šūnu šķidrumā dažāda veida struktūras. Tie ir arī pārklāti ar membrānu. Tie satur ribosomas.

Apsveriet šīs superkaraļvalsts galvenos pārstāvjus.

Baktērijas un zilaļģes

Pirmie ir vienšūnas mikroorganismi. Ar flagella palīdzību tie ir ļoti kustīgi.

Viņi dzīvo visās dzīves jomās. No ārējā vide tos aizsargā mureīns un īpašs apvalks.

Otro veidu pārstāv vienkāršākās šūnas ar mazām ribosomām un vienu iedzimtu hromosomu.

Jūras aļģes

Viņi dzīvo galvenokārt ūdens vidē un augsnē. Viņiem ir autotrofisks uzturs. To peldspēju nosaka vakuoli. Turklāt viņiem, tāpat kā augu valsts pārstāvjiem, ir raksturīga fotosintēze.

Piemēri ir zaļās aļģes. Viņi arī vairojas ar vienkāršu dalīšanu. Pie ļoti nelabvēlīgi apstākļi sporas var izmantot kustībai.

Prokariotu un eikariotu līdzības un atšķirības

Salīdzinošajā tabulā "Superkaraļvalstu raksturojums" ir redzamas pazīmes, pēc kurām ir viegli noteikt galvenās atšķirības.

zīmes Prokariotu karaliste Eikariotu lielvalsts
Izmērs D = 0,5 - 5 µm D = 40 µm
Iedzimtība DNS citoplazmā DNS kodolā
Struktūra Ir maz veidojumu, praktiski nav membrānu. Ir ārējās un iekšējās membrānas, dažādas struktūras, kas nodrošina gremošanas, elpošanas un vairošanās reakcijas.
Apvalks Kompozīcijā ietilpst polisaharīdi, aminoskābes un mureīns. Augu čaumalas pamatā ir celuloze, bet sēnēs - hitīns.
Fotosintēze Hloroplastu nav, bet tas plūst membrānās. Tas notiek īpašos veidojumos - plastidos.
slāpekļa apmaiņa Dažiem cilvēkiem tas ir. Tā nenotiek.

Secinājums

Tātad bez šo divu valstību pārstāvjiem nav iespējams iedomāties dzīvi uz zemes. Kāda ir viņu loma dabā? Tas ir vienkārši: vienšūņi ir organismi, bez kuriem gandrīz viss nav iespējams bioķīmiskie procesi biosistēmā. Turklāt daudzi ir iesaistīti fotosintēzes procesā, kalpo kā augu uztura un elpošanas avots.

Eikarioti ir ne tikai barība citiem, bet arī galvenais iedzīvotāju regulējošais spēks. dažādi veidi, t.i., viens no dabiskās atlases mehānismiem.

Visus dzīvos organismus var iedalīt vienā no divām grupām (prokariotiem vai eikariotiem) atkarībā no to šūnu pamatstruktūras. Prokarioti ir dzīvi organismi, kas sastāv no šūnām, kurām nav šūnu kodola un membrānas organellām. Eikarioti ir dzīvi organismi, kas satur kodolu un membrānas organellas.

Šūna ir mūsu neatņemama sastāvdaļa mūsdienu definīcija dzīvība un dzīvās būtnes. Šūnas tiek uzskatītas par dzīvības pamatelementiem un tiek izmantotas, lai noteiktu, ko nozīmē būt "dzīvam".

Apskatīsim vienu dzīvības definīciju: "Dzīvās būtnes ir ķīmiskas organizācijas, kas sastāv no šūnām un spēj vairoties" (Keaton, 1986). Šī definīcija balstās uz divām teorijām – šūnu teoriju un bioģenēzes teoriju. 1830. gadu beigās pirmo reizi ierosināja vācu zinātnieki Matiass Jākobs Šleidens un Teodors Švāns. Viņi apgalvoja, ka visas dzīvās būtnes sastāv no šūnām. Rūdolfa Virhova 1858. gadā ierosinātā bioģenēzes teorija apgalvo, ka visas dzīvās šūnas rodas no esošām (dzīvām) šūnām un nevar spontāni rasties no nedzīvas vielas.

Šūnu sastāvdaļas ir ietvertas membrānā, kas darbojas kā barjera starp ārējo pasauli un šūnas iekšējām sastāvdaļām. Šūnu membrāna ir selektīva barjera, kas nozīmē, ka tā ļauj noteiktām ķīmiskajām vielām iziet cauri, lai saglabātu līdzsvaru, kas nepieciešams šūnu funkcionēšanai.

Šūnu membrāna regulē kustību ķīmiskās vielas no šūnas uz šūnu šādos veidos:

  • difūzija (vielas molekulu tendence samazināt koncentrāciju, tas ir, molekulu pārvietošanās no zonas ar augstāku koncentrāciju uz apgabalu ar zemāku, līdz koncentrācija tiek izlīdzināta);
  • osmoze (šķīdinātāju molekulu pārvietošanās caur daļēji caurlaidīgu membrānu, lai izlīdzinātu izšķīdušās vielas koncentrāciju, kas nespēj pārvietoties caur membrānu);
  • selektīvs transports (izmantojot membrānas kanālus un sūkņus).

Prokarioti ir organismi, kas sastāv no šūnām, kurām nav šūnu kodola vai membrānas organellu. Tas nozīmē, ka prokariotu DNS ģenētiskais materiāls nav saistīts ar kodolu. Turklāt prokariotu DNS ir mazāk strukturēta nekā eikariotu DNS. Prokariotos DNS ir vienas cilpas. Eikariotu DNS ir sakārtota hromosomās. Lielākā daļa prokariotu sastāv tikai no vienas šūnas (vienšūnu), bet dažas ir daudzšūnu šūnas. Zinātnieki iedala prokariotus divās grupās: un.

Tipiska prokariotu šūna ietver:

  • plazmas (šūnu) membrāna;
  • citoplazma;
  • ribosomas;
  • flagellas un pili;
  • nukleoīds;
  • plazmīdas;

eikarioti

Eikarioti ir dzīvi organismi, kuru šūnās ir kodols un membrānas organellas. Eikariotu ģenētiskais materiāls atrodas kodolā, un DNS ir sakārtota hromosomās. Eikariotu organismi var būt vienšūnu vai daudzšūnu organismi. ir eikarioti. Arī eikarioti ietver augus, sēnītes un vienšūņus.

Tipiska eikariotu šūna ietver:

  • kodols;

Pie prokariotu organismu pieder baktērijas – galvenokārt baktērijas šī termina tradicionālajā izpratnē, pēc tam zilaļģes (cianobaktērijas) un nesen atklātās zaļajām aļģēm līdzīgie organismi (hloroksibaktērijas), kā arī daži daudzšūnu organismi, piemēram, aktinobaktērijas (aktinomicīti) un miksobaktērijas. , kas veido augļa ķermeni.

Tie visi ir mikrobi. Nosaukums "prokarioti" cēlies no grieķu vārdiem pro (pirms) un karyon (sēkla, kodols). Prokariotu šūnas parasti ir mazākas nekā eikariotu šūnas. Prokariotu struktūra, kas pārnēsā gēnus, dažreiz to sauc nepareizi baktēriju hromosoma, jāsauc genofors. Šī ir apļveida DNS virkne, kas neatrodas kodolā, ko ieskauj membrāna; iekšā elektronu mikroskops genofors izskatās kā samērā caurspīdīgs laukums, ko sauc nukleoīds. Eikariotu šūnā gēnu nesēji ir hromosomas, kas atrodas kodolā, ko ierobežo membrāna. Īpaši plānos, caurspīdīgos preparātos dzīvās hromosomas var redzēt ar gaismas mikroskopu; biežāk tās tiek pētītas fiksētās un iekrāsotās šūnās (atšķirībā no prokariotu genofora, hromosomas tiek iekrāsotas sarkanā krāsā ar Fūlgena reaģentu). Hromosomas ir veidotas no DNS, kas ir kompleksā ar pieciem histona proteīniem, kas bagāti ar arginīnu un lizīnu, kas lielākajā daļā eikariotu veido ievērojamu daļu no hromosomu masas (vairāk nekā pusi). Histoni piešķir hromosomām vairākas raksturīgas īpašības – elastību, spēju kompakti salocīt un krāsoties. Tomēr tie nav saistīti ar hromosomu spēju pārvietoties, par ko ir atbildīga mitotiskā vārpsta vai līdzīgas mikrotubulu sistēmas.

Viss ir plašs zināmie organismi- aļģes, vienšūņi, pelējums, augstākās sēnes, dzīvnieki un augi - sastāv no eikariotu šūnām. Šo organismu šūnas (izņemot dažus prototistus) dalās mitozes ceļā – t.s. netiešā sadalīšana, kurā hromosomas "sadalās" gareniski un divās grupās novirzās uz šūnas pretējiem poliem. Vārds mitoze šajā grāmatā tiks lietots klasiskajā nozīmē, tikai tad, kad mēs runājam par hromosomām un mitotisko aparātu; šis jēdziens neietver precīzu tiešo gēnu izplatību, kas veido saiknes grupu (genoforu) baktērijās. Prokariotu šūnas var sadalīties sašaurinoties vienādās daļās vai veidojot pumpurus nevienādās daļās, bet tās nekad nedalās mitozes ceļā.

Prokarioti parasti vairojas aseksuāli. Daudzās no tām dzimumprocess vispār nav zināms un pēcnācējiem ir tikai viens vecāks (šajā grāmatā ar dzimumvairošanos saprot jebkuru procesu, kurā katrai pēcnācējai ir vairāki vecāki – parasti divi). Prokariotiem, kas spēj seksuāli vairoties, reproduktīvās sistēmas ir vienvirziena tādā nozīmē, ka donoru šūnas ("vīriešu") pārnes savus gēnus uz recipienta šūnām ("sievietēm"). Pārnesto gēnu skaits dažādās konjugācijās ir atšķirīgs: gēni veido garu DNS molekulu, un parasti tiek pārnesta tikai neliela daļa no genoma (bet dažreiz gandrīz viss genoms). Baktēriju konjugācijas laikā nenotiek šūnu citoplazmas saplūšana, kā tas notiek visos dzīvniekos, sēnēs (hifu saplūšanas laikā), kā arī daudzos augos un protoktos. Jauns prokariotu organisms, ko sauc par rekombinantu, sastāv no pašas recipienta šūnas, kurā daži no gēniem ir aizstāti ar donora gēniem. Tādējādi prokariotos vecāki gandrīz nekad nesniedz vienādu ieguldījumu. No otras puses, seksuāli sastopamā eikariotu šūnā (zigotā) vecāku ieguldījums ir vienāds vai gandrīz vienāds: jaunais eikariotu indivīds parasti saņem pusi gēnu un daļu nukleoplazmas un citoplazmas no katra vecāka.

Hromosomas ir veidotas no DNS un olbaltumvielām, bet izolētu hromosomu preparāti bieži satur arī ievērojamu RNS piejaukumu no citiem kodola reģioniem. Šī RNS, iespējams, gan informatīvā, gan ribosomālā, viegli pielīp izolētām hromosomām. Eikariotu kodolā ir arī nukleoli, kas sastāv no citoplazmas ribosomu prekursoriem - no dažāda garuma RNS ķēdēm un liela skaita olbaltumvielu. Citas organellas, kas raksturīgas tikai eikariotu šūnām, ir mitohondriji, plastidi, centrioli un kinetosomas ar to undulipodiju. Izņemot mikrotubulus, kas atrodas gan kodolā, gan ārpus tā, visas šīs organellas atrodas ārpus kodola membrānas.

Visas motoroorganellas eikariotu šūnā ir aptuveni 0,25 µm biezas; no tiem garākos (no 10 līdz 15 mikroniem) un katrā šūnā nelielā skaitā tradicionāli sauc par flagellas, bet īsākos un daudzskaitlīgākos skropstiņus. elektronu mikroskopija atklāja visu eikariotu skropstu un flagellu pārsteidzošu strukturālo līdzību: šķērsgriezumā visos gadījumos var redzēt vienādu olbaltumvielu mikrotubulu izvietojumu (9 + 2), katra no tām ir aptuveni 0,024 mikronu diametrā. Šīs organellas ir daudz sarežģītākas nekā baktēriju flagellas, un tām ir pavisam cita struktūra un olbaltumvielu sastāvs. Ir pienācis laiks, lai viņu vārdi atspoguļotu jaunu informāciju; tāpēc mūsu grāmatā par skropstiņām, flagellas un radniecīgām eikariotu organellām (piemēram, aksiālajam pavedienam spermas astē, cirrus struktūrvienībām skropstiņās un citās 9 + 2 tipa struktūrās un to atvasinājumiem, kas attīstās no kinetosomām, kas pašiem ir uz šķērsgriezuma struktūras 9 + 0) tiek lietots termins undulipodia. Nosaukums flagellum ir paredzēts plānām baktēriju flagellām un tām homologām struktūrām, piemēram, spirohetu aksiālām fibrilām; parasti flagellas ir pārāk mazas, lai tās varētu redzēt ar parasto gaismas mikroskopu. Šī mazāk neskaidrā terminoloģija ir balstīta uz T. Jana un kolēģu apsvērumiem.

Plaši pazīstami prokarioti un eikarioti

prokarioti

eikarioti

Vienšūnu heterotrofi

Īstās baktērijas: sērūdeņraža baktērijas, E. coli, Pseudomonas, dažas dzelzs baktērijas, Bacilli, metanogēnās baktērijas, slāpekli fiksējošās baktērijas, spirohetas, mikoplazmas, riketsijas, hlamīdijas, Bedsonia

Protisti: amēbas, radiolāri, foraminifera, ciliāti, sporozoans, daži dinoflagelāti. Kāds raugs

Autotrofi

Zili zaļās un zaļās prokariotu aļģes (t.i., cianobaktērijas un hloroksibaktērijas), citas fotosintēzes baktērijas, ķīmiski autotrofās baktērijas

Aļģes: sarkanas, brūnas, ogles, kramaļģes; daži dinoflagellāti, hlorella, cianidijs. Augi: sūnas, aknu kārpiņas, papardes, cikādes, skujkoki, ziedaugi

Micēlijas un daudzšūnu organismi

Aktinobaktērijas (Actinomycetes), dažas slīdošās un topošās baktērijas

Ūdens veidnes, hitridi, cepuru sēnes, lietusmēteļi, ascomycetes, gļotu veidnes. Augi. Dzīvnieki: sūkļi, ctenofori, koelenterāti, brahiopodi, bryozoans, annelids, vēderkāji, posmkāji, adatādaiņi, tunikāti, zivis, zīdītāji

Atšķirības starp prokariotiem un eikariotiem

zīmes

prokarioti

eikarioti

Šūnu izmēri

Šūnas pārsvarā ir mazas (1-10 mikroni); daži vairāk nekā 50 µm

Šūnas pārsvarā ir lielas (10-100 mikroni); daži vairāk nekā 1 mm

Vispārīgas funkcijas

Tikai mikroorganismi. Vienšūnu vai koloniāls. Morfoloģiski vissarežģītākās ir pavedienveida vai micēlija formas ar "augļu ķermeņiem". Nukleoīds bez robežmembrānas

Daži no tiem ir mikroorganismi; lielākā daļa ir lieli organismi. Vienšūnu, koloniālu, micēliju vai daudzšūnu. Morfoloģiski mugurkaulnieki un segsēkļi ir vissarežģītākie. Visiem ir kodols ar robežmembrānu

šūnu dalīšanās

Nemitotisks, tiešs, visbiežāk sadaloties divās daļās vai veidojot pumpurus. Genofors satur DNS, bet ne proteīnu; nedod Feulgen reakciju. Nav centriolu, mitotisku vārpstu vai mikrotubulu

Dažādas mitozes formas. Parasti ir daudz hromosomu, kas satur DNS, RNS un olbaltumvielas un piešķir spilgti sarkanu Feulgen krāsu. Daudzām formām ir arī centrioli. mitotiskā vārpsta vai sakārtotas mikrotubulas

Grīdas sistēmas

Trūkst lielākās daļas veidlapu; ja iespējams, veiciet vienvirziena ģenētiskā materiāla nodošanu no donora saņēmējam

Lielākajai daļai formu ir; abu vecāku vienlīdzīga līdzdalība apaugļošanā

Attīstība

Nav daudzšūnu attīstības, sākot no diploīdiem zigotiem; nav izteiktas audu diferenciācijas. Tikai vientuļās vai koloniālās formas. Nav sarežģītu starpšūnu savienojumu. Metamorfoze ir reti sastopama

Haploīdās formas veidojas mejozes rezultātā, diploīdās veidojas no zigotām; daudzšūnu organismos tālejoša audu diferenciācija. Plazmodesmātas, desmosomas un citi sarežģīti starpšūnu savienojumi. Metamorfoze ir izplatīta

Skābekļa pretestība

Stingri vai fakultatīvi anaerobi, mikroaerofīli vai aerobi

Pārsvarā aerobi. Izņēmumi nepārprotami ir sekundāras modifikācijas

Vielmaiņa

Dažādi vielmaiņas modeļi; nav specializētu, ar membrānu ierobežotu organellu ar fermentiem, kas paredzēti organisko molekulu oksidēšanai (nav mitohondriju)

Visās valstībās ir viena un tā pati oksidatīvā vielmaiņas shēma: ir membrānas organelli (mitohondriji) ar fermentiem trikarbonskābju oksidēšanai.

Fotosintēze (ja tāda ir); lipīdi utt.

Fotosintēzes enzīmi ir saistīti ar šūnu membrānas(hromatofori), nevis iepakoti kā atsevišķi organoīdi. Notiek anaerobā un aerobā fotosintēze ar sēra, sulfāta vai skābekļa izdalīšanos. Ūdeņraža donori var būt H 2 , H 2 O, H 2 S vai (H 2 CO) n . Lipīdi: vakcīna un oleīnskābes, hopāni; steroīdi ir ārkārtīgi reti. Veidojiet aminoglikozīdu antibiotikas

Fotosintēzes fermenti ir atrodami plastidos, ko ierobežo membrānas. Lielākoties fotosintēze ar skābekļa izdalīšanos; H 2 O vienmēr kalpo kā ūdeņraža donors.Lipīdi: bieži sastopamas linolskābes un linolēnskābes, steroīdi (ergosterols, cikloartenols, holesterīns). Bieži (īpaši augos) alkaloīdi, flavonoīdi, acetogenīni un citi sekundārie metabolīti

Piedziņas ierīces

Dažiem ir vienkāršas baktēriju flagellas, kas sastāv no flagellīna; citi pārvietojas bīdot. Intracelulārā kustība ir reta vai vispār nav; nav fagocitozes, pinocitozes un ciklozes

Lielākajai daļai ir undulipodijas: "flagellums" vai 9 + 2 tipa skropstas. 9 + 0 vai 6 + 0 struktūras ir 9 + 2 modeļa evolucionāras modifikācijas. Bieži sastopamas pseidopodijas, kas satur aktīnam līdzīgu proteīnu. Raksturīga intracelulāra kustība (pinocitoze, fagocitoze, cikloze), ko veic ar specializētu proteīnu palīdzību - aktīnu, miozīnu, tubulīnu

šūnapvalki

Glikopeptīdi - diaminopimēlskābes un muramīnskābes atvasinājumi; glikoproteīni ir reti vai vispār nav; C vitamīns nav nepieciešams

hitīns vai celuloze; bieži sastopami glikoproteīni ar hidroksilētām aminoskābēm; nepieciešama askorbīnskābe

Izturīgs pret žāvēšanu; karstumizturīgās endosporas satur kalcija dipikolinātu; aktinosporas

Sarežģīts, atšķiras atkarībā no veida; nav kalcija dipikolināta; strīdos sporopollenīns; nav endosporas