ТИПОВЕ КЛЕТКИ: ПРОКАРИОТНИ КЛЕТКИ, ЕУКАРИОТНИ КЛЕТКИ - БИОЛОГИЯ - 2025

Два вида клетки съставят всички живи организми, които можем да идентифицираме в природата; те са известни като прокариоти и еукариоти. Първите са характерни за някои микроорганизми, докато вторите образуват многоклетъчни организми, толкова сложни, колкото растенията и животните.

Клетките представляват основната основна единица на живота, която е известна повече или по-малко от 1840 г. Казва се, че те са "основни единици", тъй като във всеки един от тях има същите процеси, които разпознаваме във "висши" или висши организми. комплекс.

Схема на двата типа клетки в природата: еукариоти и прокариоти. Основните части са показани, показвайки разликите между тях (Източник: Не е предоставен машинно четим автор. Предполага се Mortadelo2005 (въз основа на претенции за авторски права). Via Wikimedia Commons)

По този начин клетката е най-малкото живо същество, което може да се храни, метаболизира, да расте и да се възпроизвежда, оставяйки потомство (клетка може да произхожда само от друга, съществуваща преди това клетка).

Размерът на клетките може да варира значително. Ако вземем предвид размера на малка бактерия, която може да измери малко над 100 микрона, и я сравним с тази на неврона на възрастен човек, който може да измери до 1 метър, ще открием разлика от приблизително 6 порядъка.

Тъй като процесите, които протичат в тях, са сходни, различните видове клетки имат много характеристики. Например, всички са заобиколени от мембрана, която ги отделя от околната среда около тях и която позволява селективно преминаване на вещества от едната страна към другата.

Пространството, заобиколено от тази мембрана, съдържа вид течност или течност, наречена цитозол, в която са вътреклетъчните компоненти, които правят възможен метаболизма и репродукцията, за да назовем няколко процеса.

Цитозолът на всички клетки съдържа (разделен от вътрешни мембрани или не) наследствен материал, съставен от нуклеинови киселини; голямо количество структурни протеини и с ензимна активност; йони, въглехидрати и други молекули с различно химично естество.

Някои клетки имат клетъчна стена, която покрива тяхната плазмена мембрана и това им осигурява определена твърдост, опора и механична и химическа устойчивост. В допълнение, както прокариотичните, така и еукариотните организми могат да имат структури като ресничките и жлезниците, които служат за множество цели.

Прокариотни клетки

Прокариотичните клетки са сравнително прости клетки. Името му идва от гръцкото „pro“, което означава преди, и „karyon“, което означава ядро, и това се използва за обозначаване на организми с първично или „примитивно“ ядро, на което липсва мембранно ядро.

Прокариотичните организми са бактерии и археи. Бактериите представляват една от най-важните групи живи същества от екологична и практическа гледна точка (антропоцентрично казано), както и по отношение на тяхното изобилие (брой индивиди).

Диаграма на "средна" прокариотна клетка (Източник: Мариана Руис Виляреал (LadyofHats). Испански етикети от Алехандро Порто. Via Wikimedia Commons)

Архея, обилна като бактерии, обитава негостоприемни и враждебни места като саламури, вулканични извори или силно кисели и горещи места.

Има много разлики между археите и бактериите, но само най-отличителните характеристики на бактериите ще бъдат споменати по-долу, тъй като те са най-известната група.

- Характеристики

Прокариотите имат силно променливи размери и форми, които в основата си зависят от разглеждания вид и начин на живот. Бактериите например морфологично се разграничават от коки и бацили.

Коките са с почти сферични форми и могат да се свързват помежду си, за да образуват клетъчни агрегати (подобно на грозде), характерни за някои видове.

Бацилите са с форма на пръчки, но ширината и дължината им са силно променливи; Те също могат да бъдат свързани помежду си, образувайки вериги, подобни на „низ“ от хоризо.

Salmonella typhimurium (червен), нахлуващ в човешките клетки. Автор: Rocky Mountain Laboratories, NIAID, NIH От US gov (Файл: SalmonellaNIAID.jpg), от Wikimedia Commons

Прокариотичните клетки имат голям брой структури, които са отговорни за извършването на всички жизненоважни процеси. Една от характеристиките, която отличава бактерията от всяка еукариотна клетка, е липсата на вътрешни мембранозни структури.

С други думи, бактериите нямат цитозолни органели като тези, открити в еукариотите (митохондрии, ядро, ендоплазмен ретикулум и др.).

- Части от прокариотна клетка

Бактерия; прокариотни клетки, едноклетъчни организми

Частите, които могат да бъдат разграничени при повечето прокариоти, са плазмената мембрана, рибозомите, включващите тела, нуклеоидният участък, периплазменото пространство, клетъчната стена, капсулата, фимбриите и пили и жлези.

Плазмена или клетъчна мембрана

Мембраната, която покрива бактериалните клетки, изпълнява различни функции като интерфейс между тях и тяхната среда. Той е съставен от липиди, подредени под формата на двуслоен, и някои свързани протеини, които заедно образуват структура с дебелина не повече от 10 nm.

Лицата на двуслойния, който се "изправя" в "и" извън клетките, съдържа хидрофилната част на липидите, докато вътрешността им е силно хидрофобна. Асоциираните протеини могат да бъдат интегрални или периферни, в зависимост от химичния характер на тяхната асоциация.

Прокариотите нямат вътрешни мембранни структури, но техните плазмени мембрани могат да образуват инвагинации или видни гънки във вътрешността им и те изпълняват различни функции.

цитоплазма

Цитоплазмата е пространството между клетъчната мембрана и ядрото; съдържа цитозола. Доста прилича на цитоплазмата на еукариотните клетки.

Цитозол

Плазмената мембрана обхваща течно вещество, известно като цитозол. В тази течност няма цитоскелетни протеини или мембранни органели, но могат да се разграничат „региони“ с определени функции и специфични компоненти.

Добър пример за някои "структури", свързани с цитозола на бактериите, са тези на включващи тела, които представляват гранули, съставени от органичен или неорганичен материал, вграден в цитозолната матрица.

Рибозоми и молекулни шаперони

В цитозола на прокариотна клетка могат да се видят голям брой частици (понякога свързани с плазмената мембрана), които са отговорни за синтеза на клетъчни протеини; Те са известни като рибозоми и се намират и в еукариотните клетки, въпреки че в последните са по-големи.

В тясна връзка с рибозомите има и протеини, наречени молекулни шаперони, отговорни за сътрудничеството със сгъването на протеини, синтезирани от рибозоми.

Нуклеоидът

Прокариотичните клетки обикновено притежават ДНК молекула, която представлява двуверижна кръгова хромозома. Тази хромозома не е затворена в ядро, ограничено от мембрана, а е опаковано в определен участък на цитозола.

Този регион е известен като нуклеоиден или ядрен регион. Това е тази, която съдържа цялата генетична информация, която определя характеристиките на бактерията, и тази, която се репликира по време на клетъчното делене.

Клетъчната стена на бактериите

Всички бактерии имат клетъчна стена, която обгражда плазмената мембрана. Тази структура е много важна за оцеляването на прокариотите, тъй като им дава определена устойчивост срещу осмотична лиза.

В зависимост от характеристиките на клетъчната стена са разграничени две големи групи бактерии: положителна по грам и отрицателна по грам.

Клетъчната стена на грам-положителни бактерии е съставена от хомогенен слой пептидогликан (N-ацетил глюкозамин и N-ацетилмураминова киселина), който заобикаля плазмената мембрана.

Грам-отрицателните бактерии също имат пептидогликанова клетъчна стена на плазмената мембрана, но имат и допълнителна външна мембрана, която ги заобикаля.

Пространството между клетъчната стена и плазмената мембрана на двата вида бактерии се нарича периплазмено пространство, където се помещава голям брой ензими и други протеини с важни функции.

Някои бактерии в допълнение към клетъчната стена съдържат слой от полизахариди и гликопротеини, които действат за защита срещу изсушаване или атака от патогени като бактериофаги; той също работи в процесите на адхезия на клетките.

плазмиди

Плазмидите са кръгли структури на ДНК. Те са носители на гени, които не участват в репродукцията.

капсула

Той се намира в някои бактериални клетки и помага за задържане на влага, подпомага клетката да се придържа към повърхности и хранителни вещества. Това е допълнително външно покритие, което защитава клетката, когато се абсорбира от други организми.

Пили

Прокариотичните клетки имат и външни структури, известни като "пили", които са вид "косми" на повърхността на тези клетки и които често играят важна роля в обмена на генетична информация между бактериите.

Генетичен материал (ДНК и РНК)

Прокариотичните клетки имат големи количества генетичен материал под формата на ДНК и РНК. Тъй като прокариотичните клетки нямат ядро, цитоплазмата съдържа единствения голям кръгов низ от ДНК, който съдържа повечето от гените, необходими за растежа, размножаването и оцеляването на клетките.

Еукариотни клетки

Пример за еукариотна клетка (животинска клетка) и нейните части (Източник: Алехандро Порто чрез Wikimedia Commons)

Еукариотичните клетки съставляват повечето от организмите, които виждаме в природата. Еукариотите са дрожди и други едноклетъчни гъби, гигантски дървета като секвои и величествени бозайници като сини китове.

В сравнение с прокариотните клетки, еукариотичните клетки са значително по-големи и по-сложни, тъй като имат голям брой вътрешни органели и сложни мембранозни системи, вградени в цитозола.

Думата "еукариот" идва от гръцкото "еу", което означава истински и "карион", което означава ядро ​​и се използва за назоваване на клетки, които имат "истинско ядро", обозначено с мембрана.

- Характеристики

Животните, растенията, гъбите и някои едноклетъчни организми като амеби и дрожди са съставени от еукариотни клетки.

С различията си клетките, съставляващи тези организми, имат сложна вътрешна организация: те имат мембранно ядро ​​и голямо разнообразие от вътрешни органели, отделни мембрани.

- Части от еукариотна клетка

цитоплазма

Разположен е между плазмената мембрана и ядрото, вътре в нея са органелите и цитоскелетът. Пространствата, които се съдържат от мембраните на органелите, представляват вътреклетъчните микрочастици.

Плазмената мембрана

Еукариотично клетъчно ядро

Ядрото е най-изявената и характерна вътреклетъчна органела на еукариотна клетка. Това е "контейнерът", където генетичният материал (нуклеинови киселини) е затворен в тясна връзка с протеини, наречени "хистони", които образуват еукариотни хромозоми.

Тази органела е ограничена от ядрената обвивка, която съответства на двойка концентрични мембрани, които отделят ядрените компоненти от останалата част на цитозола и която има важни функции от гледна точка на генната експресия.

Митохондриите

Митохондриите

Цитозолът на еукариотната клетка има и други много важни мембранозни органели, отговорни за генерирането на енергия, която може да се използва от клетката: митохондриите.

Благодарение на тези органели живите организми имат способността да живеят в присъствието на кислород.

Митохондриите са "пръчковидни" структури, подобни на бактерия (консултирайте се с ендосимбиотичната теория), те имат свой собствен геном, така че се репликират почти независимо от клетката, която ги прибира, и имат две мембрани, една силно сгъната вътрешна и външна., която е изправена пред цитозола.

Постоянен обмен на метаболити и информация се случва между митохондриите, цитозола и някои от мембранните органели на еукариотните клетки, които са от съществено значение за функционирането на клетката.

Рибозомите

Те са основни структури за синтеза на протеини. Те са съставени от рибозомна РНК и протеини. Рибозомите служат за производството на протеини.

хлоропласти

хлоропластов

Растенията, водораслите и цианобактериите, в допълнение към митохондриите, имат органели (пластиди), специализирани в фотосинтезата. Те съдържат множество инвагинации и вътрешни мембранозни процеси, които са богати на специфични пигменти и ензими.

Груб ендоплазмен ретикулум (RER)

Това е зона на ретикулума, която има рибозоми, свързани с мембраната на органела. В него протеините се модифицират и синтезират. Основната му функция е да произвежда протеини, които действат извън клетката или вътре в мехур.

Гладък ендоплазмен ретикулум (REL)

Този регион на ретикулума няма рибозоми, така че неговият гладък вид е отговорен за синтеза на липиди и стероиди.

Комплекс или апарат Голджи

Комплексът Голджи се определя като "купчина сплескани торбички", които са покрити от мембрана. Той е едно от местата на модификация на протеините, синтезирани в ендоплазмения ретикулум и е отговорен за разпространението им в други региони на клетката и към екстериора.

ендозомите

Ендозомите могат да бъдат описани като отделения, ограничени от мембрана, която е част от механизмите на ендоцитозата. Основната функция е класификацията на протеините, които се изпращат през везикулите и се препращат до техните крайни дестинации, които биха били различни клетъчни отделения.

лизозоми

Лизозомите са малки органели и са отговорни за вътреклетъчното храносмилане на "остарели" протеини, отделяйки хранителни съединения към цитозола.

Perosixomas

От друга страна, пероксизомите са отговорни основно за разграждането на реактивните кислородни видове и също участват в окисляването на мастните киселини.

В някои паразитни микроорганизми има модифицирани и специализирани пероксизоми за глюкозен катаболизъм, поради което те са известни като гликозоми.

вакуоли

Растителните клетки обикновено имат вакуола, която представлява големи органели от голямо значение за растежа и развитието на растенията, тъй като те заемат повече от 80% от общия обем на клетките, съдържат вода и имат известна ендомембранна система като тонапласта.

Цитоскелет

Друг аспект, който отличава еукариотните клетки от прокариотите, е наличието на мрежа от вътрешни нишковидни протеини, които образуват вид скеле в цитозола.

Това "скеле" допринася не само за механичната стабилност на клетките, но има и важни функции за вътреклетъчна комуникация, вътрешен транспорт и движение на клетките.

микротубулите

Той е част от елементите на цитоскелета заедно с нишките. Те могат да удължават и скъсяват, което е известно като динамична нестабилност.

- реснички и жлези

Както е вярно за бактериите, много еукариотни, животински и растителни клетки имат външни структури, съставени от микротрубове, които функционират особено при движение и движение.

Джгутиците са структури с дължина до 1 мм, докато ресничките могат да бъдат с дължина от 2 до 10 микрона. Тези структури са в изобилие от микроорганизми и в малки многоклетъчни организми.

При животни и растения има и клетки с реснички и жлези. Такъв е случаят с жгутиците на сперматозоидите и ресничките, които подреждат клетъчните повърхности, съставляващи вътрешния епител на някои органи.

центриола

Центриолите са кухи, цилиндрични структури, изградени от микротрубове. Неговите производни генерират базалните тела на ресничките и те се появяват само в клетки от животински тип.

филаменти

Те могат да бъдат класифицирани в актинови нишки и междинни нишки. Актиновите клетки са гъвкави нишки на актинови молекули, а междинните съединения са въжевидни влакна, които се образуват от различни протеини.

Протеазомите

Те са протеиновите комплекси, които ензимно разграждат увредените протеини.

Препратки

1. Alberts, B., Dennis, B., Hopkin, K., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M.,… Walter, P. (2004). Съществена клетъчна биология. Abingdon: Garland Science, Taylor & Francis Group.
2. Enger, E., Ross, F., & Bailey, D. (2009). Концепции по биология (13-то изд.). McGraw-Hill.
3. Лодиш, Х., Берк, А., Кайзер, Калифорния, Кригър, М., Бретшер, А., Плое, Х.,… Мартин, К. (2003). Молекулярна клетъчна биология (5-то изд.). Freeman, WH & Company.
4. Meshi, T., & Iwabuchi, M. (1995). Фактори за транскрипция на растения. Физиология на растенията, 36 (8), 1405–1420.
5. Прескот, Л., Харли, Дж. И Клайн, Д. (2002). Микробиология (5-то издание). Компаниите McGraw-Hill.
6. Solomon, E., Berg, L., & Martin, D. (1999). Биология (5-то издание). Филаделфия, Пенсилвания: Издателство на колежа Saunders.
7. Taiz, L., & Zeiger, E. (2010). Физиология на растенията (5-то издание). Съндърланд, Масачузетс: Sinauer Associates Inc.