Prokaryotlarda mitokondri bulunur. Prokaryotlar

Yeryüzünde yalnızca iki tür organizma vardır: ökaryotlar ve prokaryotlar. Aşağıda ayrıntılı olarak tartışılacak olan yapıları, kökenleri ve evrimsel gelişimleri bakımından büyük farklılıklar gösterirler.

Temas halinde

Prokaryotik bir hücrenin belirtileri

Prokaryotlara ayrıca nükleer öncesi denir. Prokaryotik bir hücrede membran zarına sahip başka organeller (endoplazmik retikulum, Golgi kompleksi) yoktur.

Ayrıca bunların karakteristik özellikleri şunlardır:

1. kabuksuzdur ve proteinlerle bağ oluşturmaz. Bilgi sürekli olarak iletilir ve okunur.
2. Tüm prokaryotlar haploid organizmalardır.
3. Enzimler serbest durumda (yaygın olarak) bulunur.
4. Olumsuz koşullar altında spor oluşturma yetenekleri vardır.
5. Plazmitlerin varlığı - küçük kromozom dışı DNA molekülleri. İşlevleri genetik bilginin aktarılması ve birçok agresif faktöre karşı direncin arttırılmasıdır.
6. Hareket için gerekli olan flagella ve pili - dış protein oluşumlarının varlığı.
7. Gaz kofulları boşluklardır. Onlar sayesinde vücut su sütununda hareket edebiliyor.
8. Prokaryotların (yani bakterilerin) hücre duvarı mureinden oluşur.
9. Prokaryotlarda enerji elde etmenin ana yöntemleri kemo ve fotosentezdir.

Bunlara bakteri ve arkeler dahildir. Prokaryot örnekleri: spiroketler, proteobakteriler, siyanobakteriler, crenarchaeotes.

Dikkat! Prokaryotların çekirdeği olmamasına rağmen, eşdeğeri vardır: bir nükleoid (kabuklardan yoksun dairesel bir DNA molekülü) ve plazmid formunda serbest DNA.

Prokaryotik bir hücrenin yapısı

Bakteriler

Bu krallığın temsilcileri dünyanın en eski sakinleri arasındadır ve zorlu koşullarda yüksek hayatta kalma oranına sahiptir.

Gram pozitif ve gram negatif bakteriler vardır. Temel farkları hücre zarının yapısında yatmaktadır. Gram pozitif daha kalın bir kabuğa sahiptir,% 80'e kadar bir murein bazının yanı sıra polisakkaritler ve polipeptitlerden oluşur. Gram ile boyandıklarında mor renk verirler. Bu bakterilerin çoğu patojendir. Gram negatifler, zardan periplazmik boşlukla ayrılan daha ince bir duvara sahiptir. Bununla birlikte, böyle bir kabuğun gücü arttırılmıştır ve antikorların etkilerine karşı çok daha dirençlidir.

Bakteriler doğada çok önemli bir rol oynar:

1. Siyanobakteriler (mavi-yeşil algler) atmosferde gerekli oksijen seviyesinin korunmasına yardımcı olur. Dünyadaki tüm O2'nin yarısından fazlasını oluştururlar.
2. Organik kalıntıların ayrışmasını teşvik ederek tüm maddelerin döngüsüne katılır ve toprağın oluşumuna katılırlar.
3. Baklagil köklerinde azot sabitleyiciler.
4. Suyu, örneğin metalurji endüstrisindeki atıklardan arıtıyorlar.
5. Canlı organizmaların mikroflorasının bir parçasıdırlar ve besinlerin emilimini en üst düzeye çıkarmaya yardımcı olurlar.
6. Gıda endüstrisinde fermantasyon amacıyla kullanılır.Bu sayede peynir, süzme peynir, alkol ve hamur elde edilir.

Dikkat! Bakteriler olumlu önemlerinin yanı sıra olumsuz bir rol de oynarlar. Birçoğu kolera, tifo, frengi ve tüberküloz gibi ölümcül hastalıklara neden oluyor.

Bakteriler

Arkea

Daha önce bakterilerle birleştirilerek tek krallık Drobyanok'a dönüştürüldüler. Ancak zamanla arkelerin kendi bireysel evrim yollarına sahip olduğu ve biyokimyasal bileşimleri ve metabolizmaları bakımından diğer mikroorganizmalardan çok farklı olduğu ortaya çıktı. 5'e kadar türü vardır; en çok çalışılanlar euryarchaeota ve crenarchaeota'dır. Archaea'nın özellikleri şunlardır:

• çoğu kemoototroftur - organik maddeleri karbondioksit, şeker, amonyak, metal iyonları ve hidrojenden sentezlerler;
• nitrojen ve karbon döngüsünde anahtar rol oynar;
• insanlarda ve birçok geviş getiren hayvanda sindirime katılır;
• Gliserol-eter lipitlerindeki eter bağlarının varlığı nedeniyle daha stabil ve dayanıklı bir membran kabuğuna sahiptir. Bu, arkelerin oldukça alkali veya asidik ortamlarda ve ayrıca yüksek sıcaklıklarda yaşamasına olanak tanır;
• hücre duvarı bakterilerden farklı olarak peptidoglikan içermez ve psödomureinden oluşur.

Ökaryotların yapısı

Ökaryotlar, hücreleri bir çekirdek içeren organizmaların bir süper krallığıdır. Arkeler ve bakteriler dışında Dünya üzerindeki tüm canlılar ökaryotlardır (örneğin bitkiler, protozoalar, hayvanlar). Hücreler şekil, yapı, boyut ve işlevler açısından büyük farklılıklar gösterebilir. Buna rağmen yaşamın temelleri, metabolizma, büyüme, gelişme, sinirlenme yeteneği ve değişkenlik bakımından birbirlerine benzerler.

Ökaryotik hücreler, prokaryotik hücrelerden yüzlerce veya binlerce kat daha büyük olabilir. Bunlar, çok sayıda membranöz ve membranöz olmayan organel içeren çekirdeği ve sitoplazmayı içerir. Membranöz olanlar şunları içerir: endoplazmik retikulum, lizozomlar, Golgi kompleksi, mitokondri. Zar olmayan: ribozomlar, hücre merkezi, mikrotübüller, mikrofilamentler.

Ökaryotların yapısı

Farklı krallıklardaki ökaryotik hücreleri karşılaştıralım.

Ökaryotların süper krallığı aşağıdaki krallıkları içerir:

• protozoa. Bazıları fotosentez yapabilen heterotroflar (algler). Eşeysiz, eşeyli ve basit bir şekilde iki parça halinde çoğalırlar. Çoğunun hücre duvarı yoktur;
• bitkiler. Üreticidirler; enerji elde etmenin ana yöntemi fotosentezdir. Çoğu bitki hareketsizdir ve aseksüel, cinsel ve vejetatif olarak ürerler. Hücre duvarı selülozdan yapılmıştır;
• mantarlar. Çok hücreli. Daha düşük ve daha yüksek var. Heterotrofik organizmalardır ve bağımsız hareket edemezler. Eşeysiz, cinsel ve vejetatif olarak ürerler. Glikojen depolarlar ve kitinden yapılmış güçlü bir hücre duvarına sahiptirler;
• hayvanlar. 10 türü vardır: süngerler, solucanlar, eklembacaklılar, derisi dikenliler, kordatlar ve diğerleri. Heterotrofik organizmalardır. Bağımsız hareket etme yeteneğine sahiptir. Ana depolama maddesi glikojendir. Hücre duvarı tıpkı mantarlarda olduğu gibi kitinden oluşur. Ana üreme yöntemi cinseldir.

Tablo: Bitki ve hayvan hücrelerinin karşılaştırmalı özellikleri

Prokaryotlar ve ökaryotların karşılaştırılması

Prokaryotik ve ökaryotik hücrelerin yapısal özellikleri önemlidir, ancak temel farklardan biri genetik materyalin depolanması ve enerji elde etme yöntemiyle ilgilidir.

Prokaryotlar ve ökaryotlar farklı şekilde fotosentez yaparlar. Prokaryotlarda bu süreç, ayrı yığınlar halinde düzenlenmiş membran çıkıntılarında (kromatoforlar) gerçekleşir. Bakterilerin flor fotosistemi yoktur, dolayısıyla fotoliz sırasında oksijen üreten mavi-yeşil alglerin aksine oksijen üretmezler. Prokaryotlardaki hidrojen kaynakları hidrojen sülfit, H2, çeşitli organik maddeler ve sudur. Ana pigmentler bakteriyoklorofil (bakterilerde), klorofil ve fikobilinlerdir (siyanobakterilerde).

Tüm ökaryotlar arasında yalnızca bitkiler fotosentez yapabilir. Grana veya lamellerde düzenlenmiş zarlar içeren özel oluşumlara sahiptirler - kloroplastlar. Fotosistem II'nin varlığı, suyun fotolizi işlemi sırasında oksijenin atmosfere salınmasına izin verir. Hidrojen moleküllerinin tek kaynağı sudur. Ana pigment klorofildir ve fikobilinler yalnızca kırmızı alglerde bulunur.

Prokaryotların ve ökaryotların temel farklılıkları ve karakteristik özellikleri aşağıdaki tabloda sunulmaktadır.

Tablo: Prokaryotlar ve ökaryotlar arasındaki benzerlikler ve farklılıklar

Prokaryotlar ve ökaryotlar arasındaki farklar

Prokaryotik ve ökaryotik hücreler arasındaki benzerlikler ve farklılıklar

Çözüm

Prokaryotik ve ökaryotik bir organizmayı karşılaştırmak, birçok nüansın dikkate alınmasını gerektiren oldukça emek yoğun bir süreçtir. Tüm canlıların yapısı, devam eden süreçleri ve özellikleri bakımından birbirleriyle pek çok ortak yönleri vardır. Farklılıklar gerçekleştirilen işlevlerde, beslenme yöntemlerinde ve iç organizasyonda yatmaktadır. Bu konuyla ilgilenen herkes bu bilgilerden yararlanabilir.

Daha önce de belirtildiği gibi, organik dünyanın tamamı iki kısma ayrılmıştır; prokaryotlar ve ökaryotlar. Onlara daha detaylı bakalım.

Prokaryotlar zarlı bir çekirdeği yoktur ve genetik materyal nükleotitte yoğunlaşmıştır. Deoksiribonükleik asit (DNA), bir halka (genofor) halinde kapalı tek bir iplik oluşturur. Cinsel bir süreç yoktur ve genetik materyal değişimi paraseksüel adı verilen diğer süreçler sırasında gerçekleşir.
Sentriyoller ve mitotik iğ, plastidler ve mitokondri yoktur. Hücre bölünmesi amitotiktir. Kabuğun çerçeve oluşturucu elemanı bir glikopeptiddir. Polimorfizm, filtrelenebilirlik ve Gram boyamaya karşı farklı tutumlarla ilişkili olan farklı mikroorganizmalarda katmanı aynı değildir. Mikoplazmalarda ve gallobakterilerde yoktur. Flagella yoktur veya çok basittirler. Birçok temsilci moleküler nitrojeni sabitler ve besinler hücre duvarı yoluyla emilir. Besin kofulları yoktur ancak gaz kofulları yaygındır. Prokaryotlar arasında mavi-yeşil algler, riketsiya, bakteriler, aktinomisetler ve mikoplazmalar bulunur.

Ökaryotlar- nükleer bir zarla çevrelenmiş gerçek bir çekirdeğe sahip organizmalar. Genetik materyal, DNA iplikçiklerinden ve proteinlerden oluşan kromozomlarda bulunur. Ökaryotlar, nükleer füzyon ve indirgeme bölünmesinin dönüşümlü olduğu tipik bir cinsel süreçle karakterize edilir; bazen döllenme olmadan, ancak üreme organlarının varlığıyla (partenogenez) ürerler. Hücrede sentrioller, mitotik iğ, plastidler, mitokondri ve iyi gelişmiş bir endoplazmik membran sistemi bulunur. Hücre bölünmesi mitotiktir. Flagella veya kirpikler varsa, bunlar çok karmaşıktır. Atmosferdeki nitrojeni sabitlemezler; kural olarak aeroblardır, nadiren ikincil anaeroblardır. Yiyecek vücutta sindirildiğinde ve sindirildiğinde beslenme emici veya ototrofiktir. Besin kofulları var.

Laboratuvarda mikroorganizmanın tipini belirlemek için temel özellikleri belirlenir: morfoloji, büyüme, besin ortamındaki üreme, biyokimyasal özellikler, patojenite vb. Elde edilen verilere göre mikrobun sınıflandırma tablosundaki yeri belirlenerek tanımlama gerçekleştirilir.
Türün adı ikili olup iki kelimeden oluşur; birincisi cins anlamına gelir ve büyük harfle yazılır, ikincisi tür anlamına gelir ve küçük harfle yazılır. Örneğin, Amerikan yavru çürüklüğünün etkeni – Basil larvaları, septiseminin etken maddesi –Pseudomonas apiceptum.

Bakteriyofajlar. Bunlar mikroorganizmalarda gelişen virüslerdir. Bu tür virüsler doğada bakterilerin bulunduğu her yerde yaygındır.

Mikoplazmalar (spiroplazmalar). Mikoplazmaların boyutları 100 ila 700 nm arasında değişir; spor oluşturmazlar. Yüksek ozmotik basınca sahip karmaşık besin ortamlarında büyürler. Koloniler yoğun ortama dönüşür. Mikoplazmalarda gerçek bir hücre zarının bulunmaması (yerini sterol lepidatlardan oluşan 3 katmanlı bir zar alır) belirgin polimorfizme yol açar - küresel, granüler, halka şeklinde ve filamentli formlar. Bakteriyel filtrelere nüfuz etme yeteneği, bunların morfolojik plastisitesini gösterir. Mikoplazmalar doğada yaygındır ve arılar da dahil olmak üzere hayvanların, kuşların ve böceklerin patolojisinde önemlidir.

Bakteriler nükleer öncesi tek hücreli mikroorganizmalardır, prokaryotlardır, yani DNA için nükleer bir protein kabuğuna sahip değildirler. Ayrıca yapıları hayvan ve bitki hücrelerine göre daha basittir. Ana beslenme türü fotosentez (ışık enerjisi kullanılarak) veya kemosentezdir (maddelerin oksidasyonu). Prokaryotlar ayrıca arkeleri ve mavi-yeşil algleri de içerir.

Ökaryotlar, hücreleri bir çekirdeğe sahip olan ve kabuğu açıkça tanımlanmış canlı organizmalardan oluşan bir süper krallıktır. Terim Yunancadan "iyi çekirdek" olarak çevrilmiştir, bu yüzden bu isim seçilmiştir.

Bu süper krallık bitkileri, hayvanları, mantarları, tek hücrelileri, mantar benzeri organizmaları, cıvık küfleri ve algleri içerir.

Yaklaşık 2,5 milyar yıl önce eski bir siyanobakterinin, tamamen yeni mikroorganizmaların ortaya çıkmasına yol açan ökaryotun öncülü olan bir hücre tarafından yakalandığı teorisi var. Ökaryotların bazı bireysel organelleri (örneğin mitokondri ve plastidler), yapı ve yaşam özellikleri bakımından bakterilere çok benzer. Ayrıca bölünerek çoğalırlar ve kendi genetik aygıtlarına sahiptirler.

Ökaryotlar ile bakteriler (prokaryotlar) ve arkeler arasındaki temel fark, güçlü bir nükleer kabuk tarafından korunan, çift zarla çevrelenen genetik aparatın konumudur. Çok çekirdekli organizmalar vardır. İpliklerin paketlendiği proteinler olan histonlarla ilişkili doğrusal DNA'ları vardır. Bakterilerde DNA daireseldir ve histonlara bağlı değildir.

Hücrenin düzinelerce kalıcı yapısı vardır; her biri bir veya daha fazla zarla ayrılmış, hayati işlevleri sağlayan organelleri. Prokaryotlarda bu oldukça nadirdir.

4 zardan oluşabilen plastidlerin varlığı da prokaryotları ökaryotlardan önemli ölçüde ayırır. Plastidler bir dış ve iç zarla çevrilidir ve şunları gerçekleştirir:

• fotosentezin fonksiyonları,
• amino asitlerin, purinlerin, absisik asitlerin ve diğer önemli bileşiklerin sentezi.

Plastidler lipid, nişasta ve demir rezervlerini sağlar.

Ökaryotlar prokaryotlardan binlerce kat daha büyüktür. Bu nedenle hayatta kalabilmek için besin olarak büyük miktarda protein tüketmeleri gerekir. Bu yırtıcı organizmaların ortaya çıkmasına yol açtı.

Yapısal özellikler

Standart bir hücre aşağıdaki yapılardan oluşur:

• çekirdek,
• ribozom,
• vezikül,
• kaba endoplazmik retikulum,
• Golgi aygıtı,
• pürüzsüz endoplazmik retikulum,
• mitokondri,
• koful,
• hyaloplazma,
• lizozom,
• sentrozom,
• melanozom,
• kirpikler, kamçı,
• hücre çeperi.

Çekirdek, zarı olmayan bir nükleolus içerir. Elektron mikroskobu altında açıkça görülebilir. RNA sentezi nükleolusta meydana gelir. Çekirdek, DNA'nın - kalıtsal bilgilerin depolanmasını, iletilmesini, uygulanmasını ve çoğaltılmasını sağlar.

Bir organel olan ribozom, küre şeklindedir, translasyonu (amino asitlerden protein sentezi) gerçekleştirir. Ribozomlar büyük ve küçüktür.

Kesecik, besinleri taşımak veya dönüştürmek ve enzimleri depolamak için hücre içi bir torba oluşturan, bir zarla ayrılmış küçük bir organeldir.

Kaba (granüler) endoplazmik retikulum kabarcıkların, tüplerin ve boşlukların varlığı ile karakterize edilen dallardan oluşur. Etrafı bir membran kabuk ile çevrilidir. Yüzeyinde protein sentezini gerçekleştiren ribozomlar bulunur.

Golgi aygıtı, granüler endoplazmik retikulumdan maddelerin uzaklaştırılmasına yardımcı olan zarlardan ve "sarnıçlardan" oluşan bir yapıdır. Görünüşte yığınlar halinde toplanan tüplere benziyor. Proteinlerin olgunlaşması tanklarda gerçekleşir; her bölüm kendi enzim setini içerir. Retikulumdan ayrılan kesecikler sürekli olarak Golgi aygıtına bağlanır. Protein hareket etmeye hazır olduğunda kesecikler ayrılarak istenilen organele ulaştırılır. Golgi aygıtı, maddelerin bir kısmını plazma zarına, bir kısmını da lizozomlara göndererek ayırır.

Pürüzsüz (agranüler) endoplazmik retikulum ribozomları yoktur. Metabolik süreçlerden sorumludur. Lipidlerin, yağ asitlerinin, steroidlerin sentezini gerçekleştirir. Karaciğer ve adrenal bezlerin dokuları pürüzsüz endoplazmik retikulumdan oluşur.

Mitokondri, tüm organizmanın yaşamını sağlamak için enerji kullanarak organik bileşikleri oksitleyen organellerdir. Şekil olarak farklılık gösterebilir, bir hücrenin içerdiği sayı bir mitokondriden yüzbinlere kadar değişebilir. Dairesel sarmal bir DNA molekülü içerir.

Vakuoller membran veziküllerinden gelişir. Tüm ökaryotlarda bunlara sahip değildir. Suyu biriktirme ve çürüme ürünlerini giderme işlevini yerine getirirler. Sindirimlidirler ve titreşirler.

Hyaloplazma hücre içi bir sıvıdır.

Lizozom, enzimler içeren, zarla çevrili bir tür kesecik olan bir organeldir. Salgı yoluyla molekülleri sindirme işlevini yerine getirir. Prokaryotlarda lizozom yoktur.

Sentrozom, membran dışı bir organel olan hücre bölünmesi ve tüp oluşumu süreçlerini düzenler. Flagella ve silia oluşumuna katılır.

Melanozom hayvanlarda bulunur ve ışığı emen pigmentler, özellikle melanin içerir.

Kirpikler, hücre duvarının yüzeyinde bulunan, reseptör olan bir zarla kaplı ince tüylerdir. Siliyerlerde, süngerlerde ve siliatlı solucanlarda bulunurlar. Bağırsak epitel hücrelerinde, solunum yollarında - bronşlarda, serebral ventriküllerde ve Östaki borusunda bulunurlar.

Prokaryotlarda flagella da bulunabilir. Bakterilerde çok daha incedirler, daha kısadırlar ve bükülemezler. Ökaryotik flagellalar yapı olarak benzer olmasına rağmen silialardan daha uzundur. Arkebakterilerde flagella biraz daha incedir ve yapı bakımından farklılık gösterir.

Hücre çeperiöncelikle tüm iç yapıların dış etkenlerden korunmasını sağlar, ayrıca maddelerin taşınmasını sağlar. Yapısı Gram boyama derecesini etkileyen mureinden oluşur. Bazı bakteri, alg, mantar ve arkelerde de hücre duvarı bulunur. Bakteriler ayrıca bir kapsül de oluşturabilir - polisakkaritlerden oluşan mukoza yapısı, duvarın etrafında büyük miktarda su.

Ökaryotların yaşamı ve beslenmesi

Ökaryotların yaşam döngüsü birbirini takip eden iki aşamaya ayrılır:

• haplofaz,
• diplofaz.

İki haloploid (bir set kromozomlu) hücre ve bunların çekirdeklerinin, iki (diploid) kromozom setine sahip ortak bir hücrede füzyonu vardır. Bir süre sonra hücreler tekrar haloploid hale gelerek bölünürler. Bu yöntem prokaryotlara tamamen aykırıdır.

Bakteriler, arkeler ve ökaryotlar arasındaki fark, ikincisinin endositoz yapma yeteneğidir - diğer hücreleri yakalayıp onları, fermantasyon yoluyla gıdanın hücre zarına nüfuz edebilecek bir kıvamda "sindirildiği" özel torbalara (kesecikler) yerleştirerek. .

Bazıları fagositoz yeteneğine sahiptir (Yunanca "yutucu" kelimesinden gelir). Katı parçacıkları (virüsler, bakteriler) yakalayabilir, sindirebilir ve böylece beslenme sağlayabilirler.

Ökaryotlar ayrıca sıvıyı da emebilirler. Pinositoz, tüm ökaryotik hücrelerin su moleküllerini ve diğer sıvı maddeleri emerek içme ihtiyaçlarını karşılama yeteneğidir.

Yapısal özellikler, hücrelerin yaşamından sorumlu süreçlerdeki farklılıklar ve büyüklük, belirli işlevleri yerine getiren organların varlığı - tüm bunlar ökaryotları bakterilerden önemli ölçüde ayırır. Bu nedenle bakteri değil, ayrı bir mikroorganizma türüdür.

Tüm canlı organizmalar hücre öncesi ve hücresel olarak ikiye ayrılır. Hücre öncesi olanlar virüsleri ve fajları içerir. İkinci grup olan hücresel, nükleer öncesi ve nükleer organizmalar olan prokaryotlar ve ökaryotlara ayrılır.

Prokaryotlar

İlk hücreler, prokaryotlar, Dünya'da 3 milyar yıldan fazla bir süre önce ortaya çıktı. Bu, yaşamın gelişimindeki en büyük sıçramaydı. Prokaryotlar bakterilerdir. Yapıları nispeten basittir. Kalıtsal bilgileri olan DNA, çok az protein içeren ilkel, halka şeklinde bir kromozomda bulunur. Hücrenin geri kalanından bir zarla ayrılmayan bir nükleoid olan sitoplazmanın özel bir bölümünde bulunur. Prokaryotlar ve ökaryotlar arasındaki temel fark, birinci tip hücrelerde gerçek çekirdeğin bulunmamasıdır.

Prenükleer hücrelerin sitoplazması çok daha az hücresel yapıya sahiptir. Bunlardan ribozomların ökaryoid hücrelerin ribozomlarına göre daha küçük olduğu bilinmektedir. Prokaryotlarda mitokondrinin rolü basit membran yapılarına aittir. Ayrıca kloroplasttan da yoksundurlar. Prokaryotların üzerinde hücre duvarı bulunan bir plazma zarı vardır. Ökaryotlardan boyutları çok daha küçük olmaları bakımından farklılık gösterirler.Bazı durumlarda prokaryotlar plazmid adı verilen küçük, halka şeklinde,

Ökaryotlar

Tüm çekirdekli hücreler genel yapısal planları ve ortak kökenleri bakımından farklılık gösterir. 1,2 milyar yıl önce nükleer öncesi hücrelerden ortaya çıktılar. Yapıları çok daha karmaşıktır. Hem prokaryotlarda hem de ökaryotlarda hücre zarı bulunur. Ancak bunun dışında yapısal ve biyokimyasal özellikleri birçok açıdan farklılık gösterir. En önemli fark, çekirdekli hücrelerin, genetik bilgilerinin depolandığı gerçek bir çekirdeğe sahip olmasıdır.

Çekirdek, sitoplazmadan dış ve iç katmanlardan oluşan özel bir zarla sınırlandırılır. Plazma zarına benzer ancak gözenekler içerir. Onlar sayesinde sitoplazma ile çekirdek arasında değişim meydana gelir. Bir hücrenin genomu bir dizi kromozomdan oluşur; prokaryotlar ve ökaryotlar da bu şekilde birbirlerinden farklılık gösterir. Ökaryotik kromozomlardaki DNA, histon proteinlerine bağlıdır.

Ribozomların oluştuğu nükleoller vardır. Yapısız bir kütle olan karyoplazma, kromozomları ve nükleolleri çevreler. Her hayvan ve bitki türünün kesin olarak tanımlanmış kendine ait kromozom seti vardır. Hücreler bölündüğünde ikiye katlanırlar ve daha sonra yavru hücrelere dağıtılırlar.

Prokaryotları ve ökaryotları ele alırsak aralarındaki farklılıklar hücrelerin sitoplazmasında da görülür.

Bitki hücreleri, büyük bir merkezi vakuol ve plastidlerin varlığı ile karakterize edilir. Çekirdeği hücrenin çevresine taşıyabilir. Bir bitki hücresinin besleyici rezerv karbonhidratı nişastadır. Bitki hücrelerinin dış yüzeyi selülozla kaplıdır. Hücre merkezinde yalnızca alglerde görülebilen sentriyol yoktur.

Hayvan hücrelerinde merkezi bir vakuol, plastidler veya yoğun bir hücre zarı yoktur. Hücrenin merkezinde bir sentriol bulunur. Hayvan hücrelerindeki yedek karbonhidrat glikojendir.

Mantar hücrelerinde her zaman bir merkez yoktur. Hücre duvarı kitinden oluşur, sitoplazmada plastid yoktur ancak hücrenin merkezinde merkezi bir vakuol vardır. Karbonhidrat rezervleri de glikojendir.

Ökaryotların sitoplazması mitokondri, lizozomlar, endoplazmik retikulum ve hareket organellerini içerir. Ribozomları prokaryotların ribozomlarından çok daha büyüktür. Hücrenin sitoplazması, lipitlerden oluşan özel zarlar kullanılarak ayrı bölmelere bölünmüştür. Her birinin kendi biyokimyasal süreçleri vardır. Bu prokaryotlarda neredeyse hiç bulunmaz.

Genel olarak prokaryotlar ve ökaryotlar, daha basit formlardan daha karmaşık formlara doğru bir hareketle karakterize edilen evrim yasalarını ifade eder.

Bununla birlikte, prenükleer hücreler daha fazla esneklik ve metabolik süreçlerin çeşitliliği ile karakterize edilir. Birçok bakteri ışıktan veya kimyasal reaksiyonlardan enerji elde edebilir ve oksijenden yoksun bir ortamda (anaerobik bakteriler) yaşayabilir. Bu sayede modern dünyanın resmine uyuyorlar.

Prokaryotik organizmalar bakterileri içerir - öncelikle terimin geleneksel anlamıyla bakteriler, daha sonra mavi-yeşil algler (siyanobakteriler) ve yakın zamanda keşfedilen yeşil alg benzeri organizmalar (kloroksibakteriler) ve ayrıca aktinobakteriler (aktinomisetler) ve meyveler gibi bazı çok hücreli organizmalar. Miksobakteri cisimciklerini oluşturur.

Bunların hepsi mikroptur. "Prokaryotlar" adı Yunanca pro (önce) ve karyon (tohum, çekirdek) kelimelerinden gelir. Prokaryotik hücreler genellikle ökaryotik hücrelerden daha küçüktür. Bazen yanlış olarak adlandırılan genleri taşıyan prokaryotik yapı bakteri kromozomu, çağrılmalı genofor. Bir zarla çevrili çekirdekte bulunmayan dairesel bir DNA dizisidir; Bir elektron mikroskobunda genofor nispeten şeffaf bir alana benzer. nükleoid. Ökaryotik bir hücrede gen taşıyıcıları, çekirdekte bulunan ve bir zarla sınırlanan kromozomlardır. Son derece ince, şeffaf preparatlarda canlı kromozomlar ışık mikroskobu kullanılarak görülebilir; daha sıklıkla sabit ve lekeli hücrelerde incelenirler (prokaryotların genoforunun aksine, kromozomlar Feulgen reaktifi ile kırmızıya boyanır). Kromozomlar, arginin ve lisin açısından zengin, beş histon proteini ile kompleks halinde olan ve çoğu ökaryotta kromozom kütlesinin önemli bir bölümünü (yarısından fazlasını) oluşturan DNA'dan oluşturulur. Histonlar kromozomlara esneklik, kompakt katlanma ve renklendirilebilirlik gibi bir dizi karakteristik özellik kazandırır. Bununla birlikte, mitotik iğ veya benzeri mikrotübül sistemlerinin sorumlu olduğu kromozomların hareket etme yeteneğinde rol oynamazlar.

Yaygın olarak bilinen tüm organizmalar - algler, protozoalar, küfler, yüksek mantarlar, hayvanlar ve bitkiler - ökaryotik hücrelerden oluşur. Bu organizmaların hücreleri (bazı protoktistler hariç), kromozomların uzunlamasına "bölündüğü" ve hücrenin zıt kutuplarına iki grup halinde dağıldığı dolaylı bölünme adı verilen mitozla bölünür. Bu kitaptaki mitoz sözcüğü klasik anlamda kullanılacaktır; yalnızca kromozomlardan ve mitoz aygıtından söz ettiğimizde; bu kavram, bakterilerdeki bağlantı grubunu (genofor) oluşturan genlerin tam olarak doğrudan dağılımını içermez. Prokaryotik hücreler daralma yoluyla eşit parçalara bölünebilir veya tomurcuklanarak eşit olmayan parçalara bölünebilir, ancak asla mitoz bölünmez.

Prokaryotlar genellikle eşeysiz olarak çoğalırlar. Birçoğunda cinsel süreç tamamen bilinmemektedir ve yavruların yalnızca bir ebeveyni vardır (bu kitapta cinsel üreme, her yavrunun birden fazla ebeveyne (genellikle iki) sahip olduğu herhangi bir süreç olarak tanımlanmaktadır). Eşeyli üreme yeteneğine sahip prokaryotlarda üreme sistemleri, donör hücrelerin ("erkek") genlerini alıcı hücrelere ("dişi") aktarması anlamında tek yönlüdür. Aktarılan genlerin sayısı bir konjugasyondan diğerine değişir: genler uzun bir DNA molekülü oluşturur ve genellikle genomun yalnızca küçük bir kısmı (ancak bazen neredeyse tüm genom) aktarılır. Bakterilerin konjugasyonu sırasında, tüm hayvanlarda, mantarlarda (hiflerin füzyonu sırasında) ve birçok bitkide ve protoktistlerde olduğu gibi hücrelerin sitoplazmasının füzyonu meydana gelmez. Rekombinant olarak adlandırılan yeni prokaryotik organizma, bazı genlerin donörden alınan genlerle değiştirildiği alıcı hücrenin kendisinden oluşur. Dolayısıyla prokaryotlarda ebeveynler neredeyse hiçbir zaman eşit katkıda bulunmaz. Öte yandan, cinsel yolla üretilen bir ökaryotik hücrede (zigot), ebeveynin katkıları eşit veya neredeyse eşittir: yeni ökaryotik birey tipik olarak genlerinin yarısını ve bir miktar nükleoplazmayı ve sitoplazmayı her bir ebeveynden alır.

Kromozomlar DNA ve proteinlerden oluşur, ancak izole edilmiş kromozomların preparatları sıklıkla çekirdeğin diğer bölgelerinden önemli miktarda RNA karışımı da içerir. Muhtemelen hem haberci hem de ribozomal olan bu RNA, izole edilmiş kromozomlara kolaylıkla yapışır. Ökaryotik çekirdek ayrıca sitoplazmik ribozomların öncülerinden (değişen uzunluklarda RNA zincirleri ve çok sayıda protein) oluşan nükleoller içerir. Ökaryotik hücrelere özgü diğer organeller mitokondri, plastidler, sentrioller ve undulipodia'lı kinetozomlardır. Çekirdeğin hem içinde hem de dışında bulunan mikrotübüller hariç, bu organellerin tümü çekirdek zarının dışında yer alır.

Bir ökaryotik hücrenin tüm motor organelleri yaklaşık 0,25 µm kalınlığındadır; Bunlardan daha uzun olanlarına (10 ila 15 µm arası) ve her hücrede az sayıda bulunanlara geleneksel olarak flagella, daha kısa ve çok sayıda olanlara ise silia adı verilir. Elektron mikroskobu, tüm ökaryotik silia ve flagella'nın çarpıcı bir yapısal benzerliğini ortaya çıkardı: bir kesitte, her biri yaklaşık 0,024 μm çapa sahip olan protein mikrotübüllerinin (9 + 2) aynı düzenini görebilirsiniz. Bu organeller bakteri flagellasından çok daha karmaşıktır ve tamamen farklı bir yapıya ve protein bileşimine sahiptir. İsimlerinin yeni bilgileri yansıtmasının zamanı geldi; bu nedenle kitabımızda ökaryotların silia, flagella ve ilgili organelleri için (örneğin spermin kuyruğundaki eksenel filament için, siliatlardaki sirrusun yapısal birimleri ve 9 + 2 tipi diğer yapılar ve bunların türevleri için) 9 + 0 kesit yapısına sahip olan kinetozomlardan gelişen undulipodium terimi kullanılır. Flagellum adı, ince bakteriyel flagella ve spiroketlerin eksenel fibrilleri gibi bunlara homolog yapılar için ayrılmıştır; flagellalar genellikle geleneksel ışık mikroskobuyla görülemeyecek kadar küçüktür. Daha az belirsiz olan bu terminoloji, T. Yang ve meslektaşlarının düşüncelerine dayanmaktadır.

Yaygın olarak bilinen prokaryotlar ve ökaryotlar

Prokaryotlar ve ökaryotlar arasındaki farklar