PROCARIOTE šūnu raksturojums: strukturāls un funkcionāls

The prokariotes ir organismu kopums, kas ietver baktērijas vai eubaktērijas un arkas oarcejas. Kopā tie ir visuresoši organismi (tie ir visur). Tos var atrast visu veidu vidēs, sākot no skābās kuņģa vides līdz zemūdens karstajiem avotiem. Tās struktūra ir ļoti vienkārša, un izmērs ir mazs. Neskatoties uz to, ka arhejām un baktērijām ir būtiskas atšķirības, tām piemīt virkne kopīgu īpašību, kas raksturīgas visiem prokariotu organismiem.

Šajā skolotāja stundā mēs paskaidrojam, kas ir prokariotu šūnu īpašības strukturālā līmenī un funkcionālā līmenī.

Prokariotu organismi ir vienšūnas organismi ar vienkāršu struktūru, zemāk redzēsim, kādi ir galvenie organisma raksturlielumi prokariotu šūnas.

• Mazas šūnas, no 1 līdz 15 μm arhejas gadījumā un no 1 līdz 30 μm baktēriju gadījumā.
• Nesadalītas šūnas, tas ir, nav iekšēja dalījuma nodalījumos, kurus ierobežo membrānas. Vienīgā membrāna prokariotu šūnās ir plazmas membrāna.

Tas nozīmē, ka dažas prokariotu šūnu īpašības ir:

1. Viņiem nav kodola: Kā norāda nosaukums, prokariotu šūnām trūkst kodola. Tā ģenētiskais materiāls ir iegremdēts šūnu citoplazmā.
instagram story viewer
2. Viņiem nav membrānveida organellu, kas nozīmē, ka visas šūnas bioloģiskās funkcijas notiek citoplazmas vienotajā telpā. Tomēr šo organismu plazmas membrānā ir krokas, kas iekļūst citoplazmā un tā satur fermentus, kas regulē dažus vielmaiņas procesus, piemēram, ATP sintēzi vai fotosintēzi baktērijās fotosintētisks. Šīs šūnu membrānas invāzijas tiek sauktas mezosomas.

Plazmas membrānas līmenī ir atšķirības starp arhejām un baktērijām, tām ir atšķirīgs lipīdu sastāvs. Arhejām lipīdos, kas veido plazmas membrānu, ir ēterim līdzīgas saites, nevis esteram līdzīgas saites, tādas kā baktērijās un eikariotu šūnās. Dažu arheju gadījumā plazmas membrānu veido viens lipīdu slānis.

Vienkārša hromosomu struktūra

Prokariotu šūnās visa dzīvībai nepieciešamā informācija ir vienā molekulā Kails, divkāršs un apļveida DNS, kas noslēgts ar kovalento saiti, kuru sauc baktēriju hromosoma. Papildus ģenētiskajai informācijai, kas atrodas minētajās hromosomās, daudziem prokariotiem ir ārpushromosomu ģenētiskais materiāls, arī molekulās divkāršu un apļveida DNS, kas satur ģenētisko informāciju, kas nav būtiska organisma augšanai apstākļos normāli.

Šīs ārpushromosomu DNS struktūras tiek sauktas plazmīdas. Plazmīdi ir mazas molekulas, kas satur tikai dažus gēnus, tām ir spēja atkārtojas neatkarīgi no baktēriju hromosomas un var tikt pārnesti starp dažādiem organismiem prokarioti. Plazmīdiem ir svarīga loma baktēriju rezistences pret antibiotikām iegūšanā. Katra prokariotu šūna parasti ražo daudzas plazmīda kopijas, vienlaikus ražojot vienu tās hromosomas kopiju.

• Vienšūnu organismi: Prokariotes vienmēr ir vienšūnu organismi, tas ir saistīts ar prokariotu šūnas strukturālo vienkāršību, kas novērš daudzšūnu organismu parādīšanos. Tās strukturēšanas līmenis neļauj parādīties koordinācijas mehānismiem un šūnām, kas specializējas noteiktās funkcijās; kā tas notiek eikariotu šūnas gadījumā.
• Šūnu sienas klātbūtne: Visiem prokariotu organismiem ir ārējais apvalks, kas aizsargā plazmas membrānu: šūnu sienu. Tā ir stingra struktūra, kas veido mikroorganismu. Baktēriju un arheju šūnu sienas sastāvā un struktūrā ir atšķirības. Arheju gadījumā šūnu siena nesatur peptidoglikānus kā baktērijās, bet līdzīga sastāva molekulas, ko sauc par pseidopeptidoglikāniem. Turklāt arheju šūnu siena var saturēt arī glikoproteīnus vai olbaltumvielas. Ir arheju ģints, kuram nav šūnu sienas: Termoplazma
• Kapsulas klātbūtne daudzos gadījumos: Lai gan tā nav struktūra, kas piemīt visiem prokariotu organismiem, kapsula atrodas lielākajā daļā no tām. Tas sastāv no želatīniskas konsistences šūnas ārpus šūnas sienas, ko veido olbaltumvielas, glikoproteīni un ūdens; un tas ļauj prokariotiem pieķerties substrātam un veidot kolonijas, apvienojoties vairākiem indivīdiem.
• Citoskeleta neesamība: Prokariotu šūnās nav citoskeleta (citoplazmas struktūra, kas sastāv no mikrotubulām), un struktūra, kas atbild par šo organismu veidošanos, ir to šūnu siena.
• Ribosomu klātbūtne: Vienīgie organoīdi, kas atrodas prokariotos, ir ribosomas. Ribosomas ir nemembranozas organellas, kas sastāv no divām apakšvienībām, kas sastāv no RNS un olbaltumvielām. Tie ir organoīdi, kas ir atbildīgi par olbaltumvielu sintēzi no informācijas, ko satur RNS kurjera molekulas. Arheju un baktēriju ribosomālajai RNS ir pilnīgi atšķirīgs sastāvs, un tā ir viena no filoģenētiskie kritēriji, kas ļauj diferencēt šos divus organismus atsevišķās jomās prokarioti.

Mēs turpinām zināt prokariotu šūnu īpašības, lai koncentrētos uz to darbību. The prokariotu organismi ir vairākas funkcionālās īpašības, kas izskaidro tā vieglumu kolonizēt visu veidu videi un ātri pielāgoties izmaiņām. Prokariotu galvenās funkcionālās īpašības ir šādas:

Metabolisma daudzveidība

Prokariotu galējo pielāgošanās spēju nosaka to genoma (gēnu kopa, kas satur organisma ģenētisko informāciju) ārkārtējā elastība. Prokariotu organismiem ir iespēja dublēt, izdzēst vai mainīt savus gēnus. Tas ir, tie uzrāda likmi ļoti augsta mutācija.

Papildus šai augstajai mutāciju spējai prokariotiem ir iespēja apmainīties ar ģenētisko materiālu ar citiem viņu vidē esošajiem mikroorganismiem procesā, horizontāla gēnu pārnešana.

Gēnu horizontālā pārnešana ir īpaši svarīgs mehānisms arheju gadījumā. Horizontāla gēnu pārnešana ļauj prokariotiem iegūt pielāgošanos videi, kas atrodas citos mikroorganismos, kas ļauj tiem ātri kolonizēt jauno vidi. Šis horizontālais gēnu pārneses mehānisms ir spēcīgs dominējošais spēks prokariotu evolūcijā un tas izskaidrotu, piemēram, baktēriju un it īpaši arheju ātro rezistences pret antibiotikām parādīšanos.

Seksuālā un parasexual reprodukcija

Bezdzimuma reprodukcija: Prokarioti vairojas bezdzimuma reprodukcijas ceļā.

• Divpusēja sadalīšanās vai reprodukcija ar šūnu dalīšanos: tas ir vienkāršākais reprodukcijas veids, kurā indivīds (šūna) sadalās, lai radītu divas šūnas vai indivīdus. Secīgais sadalījums pēc divpusēja sadalījuma rada klonālo organismu koloniju izveidi (ar identisku ģenētisko informāciju).
• Sporulācija: šāda veida bezdzimuma reprodukcija nozīmē endosporu (rezistences formu) veidošanos, reaģējot uz nelabvēlīgiem vides apstākļiem. Tas notiek tikai dažās baktērijās, bet ne arhejās.

Parasexual reprodukcija: Ģenētiskā rekombinācija prokariotos. Parasexual reprodukcija ir tāda, ka divi organismi apmainās ar ģenētisko informāciju vai iegūst jaunu ģenētisko informāciju no cita indivīda. Šie mehānismi nodrošina prokariotu organismu ģenētisko daudzveidību, jo, pateicoties tiem, tiek atjaunota ģenētiskā informācija un ļauj kopā ar augsto mutāciju līmeni parādīties jauniem organismu sugu variantiem prokarioti.

Prokariotos ir dažādi ģenētiskās rekombinācijas mehānismi.

• Pārveidošana: Tas ir process, kurā prokariotu organisms spēj iekļaut eksogēnu DNS, kas nāk no citiem prokariotu organismiem un kas ir brīvs vidē.
• Transdukcija: Tā ir ģenētiskā materiāla pāreja no viena indivīda uz otru caur bakteriofāgu (vīruss, kas inficē baktērijas).
• Savienojums: Tas sastāv no ģenētiskā materiāla vienvirziena apmaiņas no donora indivīda uz saņēmēju indivīdu tiešā kontakta starpā. Plazmīdi ir elementi, kurus visbiežāk pārraida šis mehānisms.

Strauja izaugsme

Lielākā daļa prokariotu organismu vairojas ļoti ātri, tāpēc ir pagājis laiks paaudzes laiks (laiks no vienas paaudzes dzimšanas līdz nākamās dzimšanas brīdim) ir ļoti īss. Baktērijas vidējais rašanās laiks ir 20 minūtes. Lielais pieaugums ļauj ātri kolonizēt jaunas vides.