Все клеточные формы жизни на Земле можно разделить на два надцарства на основании строения составляющих их клеток:
Клетки, составляющие тело человека, в основном, являются эукариотическими.
Несмотря на многообразие форм, организация клеток всех живых организмов подчинена единым структурным принципам:
● Общий план строения клетки: наличие клеточной мембраны, цитоплазмы, ядра
● Принципиальное сходство процессов обмена веществ и энергии в клетке
● Кодирование наследственной информации при помощи нуклеиновых кислот
● Единство химического состава клеток
● Сходные процессы деления клеток
У прокариот генетический материал представлен кольцевой молекулой ДНК (нуклеоидом). Основное содержимое клетки, заполняющее весь её объём, — вязкая зернистая цитоплазма.
К прокариотам относятся бактерии, в том числе цианобактерии (сине-зелёные водоросли), и археи.
• Нуклеоид — не ограниченный мембранами участок цитоплазмы, в котором расположена кольцевая молекула ДНК — «бактериальная хромосома», где хранится весь генетический материал клетки.
· Плазмиды — небольшие дополнительные кольцевые молекулы ДНК, несущие обычно всего несколько генов. Плазмиды, в отличие от бактериальной хромосомы, не являются обязательным компонентом клетки. Обычно они придают бактерии определенные полезные для неё свойства, такие как устойчивость к антибиотикам.
• Жгутики — органеллы движения некоторых бактерий. Бактериальный жгутик построен значительно проще эукариотического, и он в 10 раз тоньше, внешне не покрыт плазматической мембраной и состоит из одинаковых молекул белков, которые образуют цилиндр. В мембране жгутик закреплен при помощи базального тела.
• Пили — поверхностные структуры, присутствующие у многих бактериальных клеток и представляющие собой прямые белковые цилиндры. Пили участвуют в передаче генетического материала между бактериальными клетками (конъюгация).
• Споры (эндоспоры) — окруженные плотной оболочкой структуры, содержащие ДНК бактерии и обеспечивающее выживание в неблагоприятных условиях. К образованию спор способны лишь некоторые виды прокариот, в частности, возбудитель столбняка, возбудитель ботулизма и возбудитель сибирской язвы. Споры бактерий могут выдерживать довольно жесткие условия среды, такие как длительное высушивание, кипячение, коротковолновое облучение.
• Слизистая капсула – слизистая структура, располагающаяся над клеточной стенкой, состоит из полисахаридов.
Генетический материал заключён в нескольких линейных двухцепочных молекулах ДНК (в зависимости от вида организмов их число на ядро может колебаться от двух до нескольких сотен), прикреплённых изнутри к мембране клеточного ядра и образующих у подавляющего большинства комплекс с белками-гистонами, называемый хроматином.
В клетках эукариот имеется система внутренних мембран, образующих, помимо ядра, ряд других органоидов (эндоплазматическая сеть, аппарат Гольджи и др.). Кроме того, у подавляющего большинства имеются постоянные внутриклеточные симбионты – митохондрии, а у водорослей и растений – пластиды.
Прокариоты | Эукариоты |
Средний диаметр 0,5-10 мкм | Средний диаметр 10-100 мкм |
Имеют одну кольцевую молекулу ДНК, размещенную в цитоплазме | Имеют несколько линейных молекул ДНК – хромосом, локализованных в ядре |
Деление клетки происходит посредством бинарного деления, без образования веретена деления. | Деление клетки происходит путем мейоза или митоза. |
Отсутствуют мембранные органоиды, иногда плазмалемма образует выпячивание внутрь клетки | Присутствует большое количество мембранных органелл |
В природе выделяют четыре царства живой природы.
Бактериальная клетка – типичная клетка прокариот.
1. Ядерный аппарат. Кольцевая ДНК – нуклеоид. Есть плазмиды.
2. Клеточная стенка из муреина.
3. Не имеет мембранных органоидов. Есть только рибосомы, редко бывают вакуоли.
4. Запасает различные полисахариды.
5. По способу питания может быть, как автотрофом, так и гетеротрофом.
Клетка грибов:
1. Имеет ядро. Линейные хромосомы.
2. Клеточная стенка есть, содержит хитин.
3. Имеет мембранные органоиды. Вакуоли развиваются у старых клеток.
4. Запасающий углевод – гликоген.
5. По способу питания гетеротрофы.
Тело гриба образовано нитевидными структурами в один ряд клеток – гифами. У некоторых грибов перегородки между клетками утрачиваются, и возникает грибница, состоящая из одной гигантской многоядерной клетки. Грибы не способны к активному движению, зато они могут расти неограниченно – это признаки, которые объединяют грибы с растениями.
Клетка растений:
1. Имеет ядро. Линейные хромосомы.
2. Клеточная стенка есть, содержит целлюлозу.
3. Имеет мембранные органоиды.
Есть крупные вакуоли с клеточным соком и пластиды – главное отличие растительной клетки от других.
4. Запасающий углевод – крахмал.
5. По способу питания автотрофы.
Для обеспечения фотосинтеза в клетках растений содержатся пластиды, несущие хлорофилл и другие пигменты.
Клетка животных:
1. Имеет ядро. Линейные хромосомы.
2. Клеточная стенка отсутствует. Поэтому клетка животных способна к фаго –и пиноцитозу. Имеет гликокаликс, который выполняет рецепторную и маркерную функции.
3. Имеет мембранные органоиды. Есть клеточный центр. В некоторых клетках есть мелкие сократительные и пищеварительные вакуоли.
4. Запасающий углевод – гликоген.
5. По способу питания гетеротрофы.
Для лучшего запоминания закрепим информацию о клетках разных царств в таблице.