Прокариоты
|
 |      | ||
Прокариоты (от греч. προ «перед» и κάρυον «ядро»), или доядерные — одноклеточные живые организмы, не обладающие (в отличие от эукариот) оформленным клеточным ядром.
К царству Дробянки относятся бактерии и сине - зеленые водоросли (цианеи, цианобактерии), которые образуют два подцарства.
Выделяют три группы бактерий: архебактерии, эубактерии и цианобактерии. Архебактерии – примитивные одноклеточные микроскопические бактерии, многие из которых могут жить в экстремальных условиях — например, в кислотах или в очень горячей воде. Полагают, что они появились около 3,5 млрд. лет назад и представляют собой древнейшие формы жизни (метанобразующие и др.). Имеют общие черты строения прокариот, но значительно отличаются по ряду физиологических и биохимических свойств от эубактерий. Эубактерии – истинные бактерии, более поздняя форма в эволюционном отношении. Цианобактерии (цианеи, синезеленые водоросли) – фототрофные прокариотические организмы, осуществляющие фотосинтез подобно высшим растениям и водорослям с выделением молекулярного кислорода. В ранние периоды развития жизни они играли главную роль в обогащении атмосферы кислородом.
Размеры и форма клетки прокариот
Прокариоты имеет микроскопические размеры и составляют в среднем около 1 мкм. Самые мелкие имеют размеры 0,1 – 0,2 мкм, наиболее крупные достигают в длину до 10 мкм (некоторые цианобактерии), и даже 100 мкм.
Все бактерии – одноклеточные организмы разнообразной формы. Некоторые способны образовывать колонии, но клетки в них существуют независимо друг от друга. По форме и особенностям объединения клеток различают несколько групп бактерий. Шаровидные – кокки, кокки, сцепленные попарно – диплококки, соединенные в виде цепочки – стрептококки, соединенные в виде виноградной лозы – стафилококки. Прямые, палочковидные бактерии – бациллы, дугообразно изогнутые – вибрионы, спирально изогнутые – спириллы и спирохеты. Реже встречаются нитчатые формы.
Особенности строения клетки прокариот
Основной признак прокариотической организации клетки – отсутствие ядра, отделенного от цитоплазмы двойной мембраной. Весь наследственный материал сосредоточен у прокариот в одной хромосоме – двухцепочечной молекуле ДНК, замкнутой в кольцо. Она выполняет функцию ядра и располагается в центральной зоне клетки. Ее называют нуклеоидом. Нуклеоид – обязательный компонент бактериальной клетки, который контролирует все основные процессы ее жизнедеятельности. При его разрушении клетка погибает.
Помимо нуклеоида, у большинства бактерий в цитоплазме содержатся небольшие кольцевые молекулы ДНК – плазмиды, способные к самоудвоению. Они придают бактериям дополнительные свойства, которые в определенных условиях окружающей среды обеспечивают им временные преимущества по сравнению с бесплазмидными бактериями. У различных бактерий широко распространены плазмиды, обеспечивающие их устойчивость к лекарственным препаратам и т.д.
В клетках бактерий отсутствуют цитоскелет, вакуолярная система (эндоплазматическая сеть, аппарат Гольджи, лизосомы, вакуоли), митохондрии и хлоропласты – мембранные органоиды. Плазматическая мембрана является единственной мембраной клетки. Она образует различные впячивания (складки) – мезосомы вовнутрь клетки, выполняющие разнообразные функции. Мезосомы участвуют в клеточном делении, разделяют содержимое клетки на относительно обособленные отсеки. Это обеспечивает более благоприятные условия для протекания последовательных ферментативных реакций у бактерий, осуществляющих фотосинтез или получающих энергию благодаря аэробному окислению вещества. Пигменты фотосинтеза и компоненты дыхательной цепи также располагаются на мезосомах.
Цитоплазма содержит мелкие рибосомы и различные включения (гликоген, крахмал, жиры).
Некоторые бактерии содержат зеленые, или пурпурные пигменты.
Клетки прокариот не способны осуществлять эндоцитоз, следовательно в них не могут поступать крупные молекулы и частицы. У всех прокариот имеется прочная, гибкая наружная клеточная стенка, основной структурный компонент которой – муреин. Этот специфический углевод синтезируется только клетками прокариот и не встречается среди организмов других царств. Некоторые бактерии образуют снаружи клеточной стенки слизистую капсулу, которая служит дополнительным покровом и предохраняет бактериальные клетки от высыхания. С помощью капсульной слизи клетки могут объединяться и образовывать различные скопления.
В неблагоприятных условиях некоторые бактерии способны образовывать споры за счет формирования толстой и прочной многослойной оболочки вокруг молекулы ДНК с участком цитоплазмы.
Как правило, из одной клетки образуется одна спора. Обычно сигналом для начала превращения бактериальной клетки в спору является недостаток питательных веществ и воды в среде. Споры бактерий служат не для размножения как у растений и грибов, а для защиты организма от воздействия неблагоприятных условий. При наступлении подходящих условий они прорастают. Для спор характерна уникальная устойчивость к неблагоприятным воздействиям внешней среды: высоким температурам, высушиванию, химическим воздействиям, ультрафиолетовым лучам.
Передвижение бактерий.
Бактериальные клетки передвигаются либо посредством жгутиков (в этом случае они активно плавают в водной среде), либо скользят, выделяя слизь и перемещаясь по твердой поверхности. Количество жгутиков и их расположение на поверхности клетки разнообразно.
Размножение бактерий.
Бактерии размножаются бесполым путем. У бактерий отсутствует ядро и не формируется веретено деления, они не способны к митозу и мейозу. Для них характерен особый способ размножения – простое бинарное деление, т.е. простое деление клетки пополам, которое приводит к образованию двух одинаковых дочерних клеток.
Кольцевая ДНК прикрепляется к мембране и удваивается. Дочерние хромосомы расходятся вследствие роста мембраны по двум новым клеткам. Каждая клетка делится либо посредством перетяжки, либо в результате образования поперечной перегородки. Некоторые бактерии, при благоприятных условиях, могут делиться каждые 20 минут. Редко у бактерий встречается почкование. Кроме того, для бактерий характерен особый тип полового размножения – коньюгация. При коньюгации по специальному каналу, образующемуся между двумя клетками, фрагмент ДНК одной клетки передается другой клетке.