2: Прокаріоти

Last updated
Save as PDF

Page ID: 6299

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

Найбільш ранні клітини на Землі були прокаріотичними (pro- значення раніше, каріо- відноситься до ядра). Як мається на увазі з назви, прокаріотичним клітинам не вистачає ядра, а також будь-яких органел, пов'язаних оболонкою. Прокаріоти були розділені на дві області: бактерії та археї. Поряд з доменом Eukarya, ці три домени складають дерево життя, як ми зараз його розуміємо.

Клітинна структура

У найпростішій формі ці одноклітинні організми мають клітинну стінку, клітинну мембрану, цитозоль, рибосоми та ДНК. Оскільки величезна різноманітність життя на Землі є прокаріотичним, ви можете собі уявити, що існує велика різноманітність форм і багато винятків із цих загальних рекомендацій.

ДНК в прокаріотичних клітині являє собою єдину хромосому у вигляді петлі, часто зв'язану в конденсовану область, звану нуклеоїдом. Можуть бути невеликі петлі ДНК, які називаються плазмідами. Ці невеликі петлі ДНК можуть обмінюватися між прокаріотами та навколишнім середовищем і часто є місцем розташування генів резистентності до антибіотиків.

На зовнішній стороні прокаріоти мають клітинну стінку. Вони також можуть мати джгутики (спів. джгутик) для руху і/або пілі (спів. пілус) для взаємодії з іншими організмами.

Компоненти генералізованої прокаріотичної клітини — Малюнок\(\PageIndex{1}\): На наведеній вище схемі показані структури, присутні в клітині прокаріотів. Існує одне, дволанцюгове коло ДНК і менший коло двоцепочечной ДНК, що представляє плазміду. Існує скупчення рибосом, що плавають в цитозолі (желеподібний матрикс, який заповнює клітину), але мембранозв'язаних органел немає. Клітина оточена клітинною стінкою з клітинною мембраною безпосередньо всередині клітинної стінки. Є одинарний, довгий джгутик, а також безліч укорочених пілі. Робота Ніккі Харріс CC BY-NC з додатковими етикетками Марії Морроу.

розмноження

У прокаріотичній клітині немає ядра, тому вони не можуть піддаватися мітозу або мейозу. Натомість прокаріоти відтворюються процесом, який називається бінарним поділом (bi- означає два, поділ означає розділення).

Бінарний поділ, прокаріотична клітина ділиться на дві однакові клітини — Малюнок\(\PageIndex{2}\): На діаграмі вище показано, як одна прокаріотична клітина ділиться на дві однакові клітини за допомогою двійкового поділу. На першому кроці відбувається реплікація ДНК. На другому кроці копія ДНК відокремлюється на кожну іншу сторону клітини, коли вона подовжується. На кроці 3 в центрі витягнутої клітини починає формуватися перегородка (поділ), утворюючи нову клітинну стінку і ділячи вихідну клітинку надвоє. В результаті виходять дві однакові клітини, кожна з яких має ідентичну ДНК хромосому. Робота Ніккі Харріс CC BY-NC з додатковими етикетками Марії Морроу.

Ендосимбіоз

Ендосимбіоз (ендо- значення всередині, симбіоз означає спільне життя) - це процес, за допомогою якого кілька органел були придбані лініями еукаріотичних організмів, включаючи мітохондрії та пластиди.

Первинний ендосимбіоз

І мітохондрії, і хлоропласти у рослин були придбані шляхом процесу, який називається первинним ендосимбіозом. При первинному ендосимбіозі, що призвело до утворення хлоропластів, фотосинтетичний прокаріот, схожий на сучасні ціанобактерії, був охоплений гетеротрофним еукаріот (метод харчування під назвою фагоцитоз). Щось пішло не так під час цього процесу і прокаріотична клітина не перетравлювалася. Натомість він потрапив у пастку в еукаріотичній клітині. Він продовжував фотосинтезувати, виробляючи цукри, що призвело до підвищення придатності для свого господаря. Протягом тривалого періоду часу гени в кінцевому підсумку були перенесені між прокаріотом і еукаріотичним ядром і утворилася органела: хлоропласт.

Вторинний ендосимбіоз

Багато неспоріднених груп фотосинтезуючих організмів отримали здатність до фотосинтезу за допомогою процесу, званого вторинним ендосимбіозом. Це схоже на первинний ендосимбіоз, за винятком того, що організм, який поглинається, - фотосинтетичний еукаріот (хлоропласти якого були результатом первинного ендосимбіозу десь в їх еволюційній історії). Наприклад, бурі водорості та діатомові водорості є результатом вторинної ендосимбіотичної події, в якій гетеротрофний гетероконт (див. Глава 5.2 Водяні форми) охопив червону водорость.

2.1: Ціанобактерії
Ціанобактерії - це група в межах доменних бактерій, які виконують оксигенний фотосинтез, пов'язані з хлоропластами рослин. Вони часто зустрічаються в взаємних стосунках, що фіксують азот.
2.2: Кореневі вузлики
Кореневі бульби - це форма взаємності між бактеріями та корінням рослин