Прокариоты - это... Прокариоты и эукариоты

С того момента, как Земля стала полноценной планетой, на ней постепенно начала зарождаться жизнь. Прежде всего, появились клетки – строительный материал для всего живого. Наблюдающееся сейчас разнообразие жизненных форм не только радует глаз, но и заставляет задуматься над сложностью эволюционных процессов. Несмотря на непохожесть организмов, клетки, из которых они состоят, походят друг на друга. Но ученые все же нашли различия и поделили их на две обширные группы: прокариоты и эукариоты. При этом вирусы классифицируются отдельно, а наука пока не может определиться, живые ли это организмы.

Микромир среди нас

Сейчас люди живут в большом мире, зная, что рядом находится маленькая вселенная, кишащая различными микроорганизмами: некоторые из них лояльны к человеку, другие – представляют опасность.

Речь идет о многообразии бактериальной жизни. К прокариотам относятся именно бактерии. Тогда как более сложные эукариоты схематически подразделяются на несколько царств: растения, животные, грибы и слизевики.

Бактерии (прокариоты) отличаются следующими признаками:

• единичная, безъядерная клетка (образование нуклеоида);
• бинарное деление;
• различие форм, величин;
• наличие или отсутствие органелл.

Бактерии-прокариоты подразделяются на извитые (вибрионы), палочковидные (бациллы), похожие на штопор (спириллы) и шарообразные (кокки). Передвигаются клетки либо с помощью слизи, либо используя жгутики.

Флагман эволюции

Доказано, что прокариоты появились первыми. Если перевести слово с греческого языка, то "прокариоты" – это клетки, в которых отсутствует ядро.

Но в столь категоричное определение необходимо внести некоторые поправки. Прокариоты содержат структуры, подобные ядру, не имеющие мембран, которые находятся в цитоплазматической жидкости. Такие неоформленные ядра получили название нуклеоиды. Именно в них находится скромное количество генетической информации клетки.

Возникли простейшие клетки около 35 миллионов веков тому назад. Следуя этой фантастической цифре, можно утверждать, что прокариоты – это первая живая материя на тогда еще юной Земле.

Больше. Объемнее. Сложнее

Обратившись к знаниям древних греков, можно выяснить, что "эукариот" означает «обладающий ядром», и это утверждение полностью соответствует действительности.

Такие клетки, выражаясь современным языком, более продвинуты. Наличие полноценного ядра играет в этом не последнюю роль. Полностью оформленное ядро двумя слоями мембраны надежно защищает генетический код, содержащийся в нем. Частично молекулы ДНК находятся за пределами ядра, в хлоропластах и митохондриях. Кроме прочего, эукариоты значительно больше безъядерных по размеру и объему.

Появились эукариоты примерно спустя два миллиарда лет, после возникновения элементарных прокариот. Можно сказать, что к прокариотам относятся, словно к прародителям истинно ядерных.

Вооружившись микроскопом

Клетки прокариот не только гораздо меньше, нежели эукариоты, они значительно разнятся своими структурными особенностями.

Прокариоты и эукариоты отличаются неодинаковой сложностью строения, где прокариотическая клетка гораздо проще.

1. Слизистая капсула. Функции капсулы сводятся к защите клетки: она предохраняет от высыхания и действия антител. Состоит в основном из полисахаридов, с полипептидными включениями.
2. Стенка клетки. Благодаря муреину, из которого состоит данная оболочка, этот структурный компонент отличается жесткостью. Выполняет тройную функцию: защитную, транспортную, надежно фиксирует форму и целостность клетки.
3. Клеточный протопласт. Из-за разности в росте протопласта и наружной клеточной мембраны случаются инвагинации - внутренние прогибы. Такие процессы позволяют образовывать органоиды, называемые мезосомами. Они выполняют необходимые клеточные функции. В то время как на рибосомы возложена миссия синтезирования белка.
4. Нуклеоид. Вытянутая, эллипсоидная структура, выполняющая роль ядра. Она никак не отделена от цитоплазмы, поэтому ученые не классифицируют ее как полноценное ядро. Дополнительную ДНК-информацию могут нести очень мелкие частицы – плазмиды.
5. Необязательные органеллы. Представлены различными вкраплениями: серы, полифосфатов, масла, гликогена, полисахаридных зерен. Также к органоидам относят жгутики, которые помогают клетке двигаться, и пили – белковые включения, выполняющие функцию прикрепления.

Если можно говорить о простоте строения применимо к такой сложной живой конструкции, как клетка, то, безусловно, прокариоты – это простые структуры.

Строение истинно ядерных

Эукариоты, напротив, имеют сложное строение. Возникшие, по предположениям ученого мира, на основе прокариот, они содержат в своем составе более совершенные структуры.

1. Мембрана. Выполняет избирательно-защитную функцию.
2. Клеточная стенка, или гликоликс (у животных). У грибов и растений она играет стабилизирующую и сохраняющую форму роль. Состоит из хитина и целлюлозных волокон, соответственно. Животные обходятся без клеточной стенки по причине действия иных механизмов.
3. Цитоплазма. Состоит из раствора неорганических и органических веществ под общим названием гиалоплазма. Главный компонент, способный осуществлять химические реакции, – это белок.
4. Ядро. Самая важная составляющая клетки. Оно хранит генетическую информацию в хромосомах. Защищено ядро двумя мембранами.
5. Органоиды. Находятся на территории гиалоплазмы и представлены множеством наименований. Наиважнейшие составляющие: митохондрии, комплекс Гольджи, хлоропласты, лизосомы, рибосомы.

Ядро эукариот может делиться двумя способами: митозом и мейозом. Это чрезвычайно важно для развития и работы клетки.

Краткий анализ

Отличия двух групп можно систематизировать и описать на языке, понятном для всех. Тем более что клетки прокариот и эукариот очевидно разнятся.

Сравнительная таблица

Признаки	Прокариотические клетки	Эукариотические клетки
Хронологическая ниша	3,5 миллиарда	полтора миллиарда лет
Величина	0,01 мм	0,1 мм (больше в 1000 раз)
Геном	находится в нуклеоиде, оформленном в виде эллипса	расположен в ядре, содержащем хромосомы; частично ДНК расположена в митохондриях и хлоропластах
Органоиды	иногда встречаются, но в малом количестве и безмембранные	во множестве; пластиды и митохондрии имеют свой геном и способность к размножению; каждая органелла выполняет четко определенную функцию
Способ деления	бинарный (пополам)	митоз: деление с сохранностью численности хромосом; мейоз: двоекратное сокращение числа хромосом
Движение	иногда двигаться помогает слизь, чаще - белковые нити	с помощью жгутиков (сложных, многослойных отростков) и ресничек
Явление фагоцитоза	отсутствует	предположительно появилось для обеспечения жизнедеятельности крупной клетки; благодаря этому явлению появились хищники

Особенности прокариотов

После того как появился электронный микроскоп, стало возможным дифференцировать эукариоты и прокариоты, а также изучить их подробнее.

Главное отличие доядерных клеток в том, что прокариоты – это бактерии, которые присутствуют повсеместно: в организме человека, воде, воздухе, растениях. Очень много бактерий находится в почве. Они живут даже в атомных реакторах!

Несмотря на мелкие размеры, прокариоты являются хранителями закодированной генетической информации, влияющей на жизнедеятельность организмов. Например, в плазмидах, которые находятся в свободном плавании среди вод цитоплазматического коктейля, может содержаться ген, влияющий на устойчивость бактерии к медикаментам.

Кроме того, простота организации не мешает бактериям процветать, активно множась, наряду с более сложными эукариотами.

Дилемма: польза или вред

Значение эукариотов не подвергается сомнениям: благодаря им появились разнообразные формы жизни. А вот с бактериями не все так однозначно. С одной стороны, благодаря микроорганизмам, находящимся в кишечнике, люди могут успешно переваривать пищу, синтезировать и усваивать витамины. Также прокариоты, покрывающие кожу или слизистые человека, выполняют защитную функцию.

Некоторые бактерии необходимы для производства сыров, сметаны, кислой капусты. Интересно, что выделили бактерии, которые обладают действием, сходным с антибиотиками.

С другой стороны, определенные виды безъядерных могут вызывать болезни или портить продукты. Они способны не только выделять токсины, но и разрушать клетки оккупированного организма.

Поэтому наверняка говорить о пользе или вреде прокариотов нельзя: все зависит от их типов. Но в любом случае этим мельчайшим клеткам человечество обязано своим существованием.