Различия в строении прокариот и эукариот

Прокариоты

Прокариоты — организмы, состоящие из клеток, которые не имеют клеточного ядра или любых мембранных органелл. Это означает, что генетический материал ДНК у прокариот не связан в ядре. Кроме того, ДНК прокариот менее структурирована, чем у эукариот. В прокариотах ДНК одноконтурная. ДНК эукариот организована в хромосомы. Большинство прокариот состоят только из одной клетки (одноклеточные), но есть несколько и многоклеточных. Ученые разделяют прокариот на две группы: бактерии и археи.

Типичная клетка прокариота включает:

  • клеточную стенку;
  • плазматическую (клеточную) мембрану;
  • цитоплазму;
  • рибосомы;
  • жгутики и пили;
  • нуклеоид;
  • плазмиды;

Видео

Чем различаются клетки эукариот и прокариот

У эукариот ДНК находится в ядре. У прокариот ядра нет, поэтому ДНК (или РНК) находится прямо в цитоплазме. Ее принято называть «нуклеоидом».

ДНК прокариот имеет кольцевую форму, а у эукариот ДНК линейные и собраны в хромосомы.

Рибосомы прокариот меньше по размерам, чем таковые у эукариот.

Эукариотическая клетка содержит еще кучу всяких органоидов, которых нет у доядерных организмов. Например, в клетке есть аппарат Гольджи, эндоплазматическая сеть (сокращенно – ЭПС), митохондрии, у растений еще есть хлоропласты, вакуоли с клеточным соком и так далее.

Как видите, строение клеток ядерных организмов намного более сложное.

Понятие эукариотов

В эту категорию входят царства растений, грибов и животных. С греческого языка понятие переводится как «владеющий ядром». Это означает, что все эукариоты имеют ядро. По структуре их клетки похожи. Однако существуют и некоторые отличия между элементами организмов, которые относятся к разным царствам.

Так, для растительных клеток характерно наличие разных пластид и большой центральной вакуоли. Иногда она смещает ядро к периферии. Грибные клетки преимущественно состоят из хитина. При этом пластиды отсутствуют. В клеточных элементах животных пластиды, плотные стенки и центральная вакуоль отсутствуют.

Мнение экспертаКарнаух Екатерина ВладимировнаЗакончила Национальный университет кораблестроения, специальность «Экономика предприятия»

Эукариоты характеризуются наличием достаточно крупных рибосом. Также они включают и другие органоиды. К ним относят клеточный центр, митохондрии, пластиды и прочие элементы.

Сходства и различия в строении клеток прокариот и эукариот

Для существования клеток любого типа, и прокариотических, и эукариотических, необходимо наличие цитоплазматической мембраны, отделяющей клетку от внешней среды; цитоплазмы, заполняющей клетку, а также генетического аппарата и рибосом, позволяющих хранить и реализовывать генетическую информацию. Однако, строение мембраны и рибосом, а также организация генетического материала для этих групп могут различаться (рис.2)

Основное различие прокариот и эукариот состоит в том, что в клетках прокариот генетический материал располагается непосредственно в цитоплазме и представлен нуклеоидом, содержащим чаще всего замкнутую в кольцо молекулу ДНК. У эукариот генетический материал отделен ядерной оболочкой и, соответственно, заключен в ядре. Он представлен линейными молекулами ДНК, «упакованными» в хромосомы.

И у прокариот, и у эукариот есть рибосомы, необходимые для синтеза белка, но рибосомы прокариот меньше эукариотических. Рибосомы бактерий состоят их трех, а не четырех молекул рРНК. Рибосомы архей по некоторым признакам похожи на бактериальные, а по некоторым – на эукариотические. Например, на рибосомы архей не действует антибиотик хлорамфеникол, связывающий рибосомы бактерий, в то время как дифтерийный токсин, останавливающий биосинтез белка у эукариот, действует и на архей.

Кроме рибосом внутри прокариотической клетки нет других органелл и мембранных структур, в то время как эукариотические клетки содержат эндоплазматическую сеть, аппарат Гольджи, митохондрии и другие органеллы. Внутри клеток прокариот могут быть газовые пузырьки или другие включения, окруженные белковой оболочкой.

Рисунок 2. Строение клеток прокариот (на примере б

Рисунок 2. Строение клеток прокариот (на примере бактерий) и эукариот

Такое увеличение площади мембраны необходимо в связи с тем, что энергетические процессы, такие как дыхание и фотосинтез, происходящие у эукариот на внутренних мембранах митохондрий и хлоропластов соответственно, у прокариот происходит непосредственно на мембране клетки.

Цитоскелет прокариот не включает в себя характерных для эукариотической клетки элементов (микротрубочек, актиновых филаментов, микрофиламентов) и образован другими белками. Прокариоты не способны к эндоцитозу и амебоидному движению.

Клеточные покровы прокариот и эукариот так же существенно отличаются. Клетки бактерий и эукариот покрыты цитоплазматической мембраной, состоящей из двойного слоя фосфолипидов, в которых жирные кислоты связаны с молекулой глицерина сложноэфирной связью. Мембранные липиды архей вместо жирных кислот содержат изопреновые цепочки, соединенные с глицерином простой эфирной связью (рис. 3). Липиды такой мембраны зачастую объединяются в один слой с двумя гидрофильными головками и одной гидрофобной «сшивкой» из двух хвостов. Это делает мембрану более устойчивой к экстремальным условиям, в которых обитают некоторые археи.

Рисунок 3. Строение цитоплазматической мембраны ба

Рисунок 3. Строение цитоплазматической мембраны бактерий, эукариот и архей

Клеточная стенка бактерий состоит из пептидогликана (муреина), которого нет ни у архей, ни у эукариот. Клетки архей чаще всего покрыты белковым S-слоем, защищающим от воздействия стрессовых условий, а в тех случаях, когда клеточная стенка все-таки присутствует, в ее состав входит похожее по структуре вещество – псевдомуреин.

Отличается и строение жгутиков. Бактериальные жгутики образованы белком флагеллином который, закручиваясь в спираль, формирует полую внутри нить жгутика. Жгутики архей похожи на бактериальные: они приводят клетку в движение, вращаясь по тому же механизму, но они не имеют полости внутри и образованы гликопротеинами. Жгутики эукариот в свою очередь состоят из десяти пар микротрубочек, где одна из пар центральная, а еще девять окружают ее.  

Клетки бактерий, архей и эукариот отличаются не только чертами своего строения, существует еще рад биохимических и молекулярных признаков, на которые стоит обратить внимание. Кратко все признаки для каждой группы изложены в таблице 1.

Таблица 1. Сходства и различия в строении клеток бактерий, археи и эукариот

Для просмотра таблицы прокрутите страницу вправоДля просмотра таблицы прокрутите страницу вправо

ПРОКАРИОТЫ

ЭУКАРИОТЫ

Бактерии

Археи

Где находится генетический материал

В цитоплазме

В ядре (отделен от цитоплазмы оболочкой)

В митохондриях и хлоропластах

Организация генетического материала

Нуклеоид (молекула ДНК, чаще всего замкнутая в кольцо)

Хромосомы (линейные молекулы)

Рибосомы

Мелкие, из трех молекул РНК

(70S[2])

Содержат черты как эукариотических, так и прокариотических рибосом

Крупные, из четырех молекул РНК

(80S)

Цитоплазматические органеллы

Нет

Хлоропласты, Митохондрии, мембранные органеллы

Процессы дыхания и фотосинтеза

Протекают на цитоплазматической мембране

Протекают на внутренних мембранах митохондрий и хлоропластов соответственно.

Способность к эндоцитозу

Нет

Да

Мембрана

Двойной слой фосфолипидов, со сложноэфирными связями

Зачастую однослойная, с простой эфирной связью

Двуслойная

Клеточная стенка

Состоит из пептидогликана (муреина)

Не содержит пептидогликана

Состоит из псевдомуреина

Устройство жгутиков

0,01-0,02 мкм

Образованы белком флалеллином, закрученным в полую спираль

Образованы гликопротеинами, не имеют полого канала внутри

0,2 мкм

Образованы микротрубочками

Гены собраны в опероны

Да

Нет

Поли-цистронная мРНК

Да

Нет

Сопряжение трансляции и транскрипции

Да

Нет

Процессинг мРНК

Нет

Да

Старт трансляции

формилметионин

метионин

Что общего у клеток эукариот и прокариот

У них у всех есть цитоплазматическая мембрана. Это как бы оболочка, которая отделяет клетку от окружающей среды, защищает ее.

Внутри клетки у прокариот и эукариот есть цитоплазма – жидкость, которая связывает между собой все компоненты клетки, обеспечивает питание каждого органоида.

Чтобы любые клетки могли делиться (то есть размножаться), нужны ДНК (или РНК) и рибосомы. Рибосомы – это органоид в клетке, который, как фабрика, выпускает разные белковые соединения.

Итак, общее: цитоплазматическая мембрана, цитоплазма, рибосомы, ДНК (или РНК).

Сходства и отличие прокариот и эукариот

Для прокариотов и эукариот характерны черты сходства и различия. 

Их сравнение представлено в таблице.

Признаки сравнения

Прокариоты

Эукариоты

Наличие ядра

Нет. Есть ДНК, расположенная в цитоплазме. Цитоплазма с ДНК носит название нуклеоид.

Присутствует оформленное ядро.

Наличие мембранных органоидов

Нет

Есть

Размножение

Отсутствует митоз и мейоз. Клетка делится просто надвое.

Митоз / мейоз

Питание

Гетеротрофное (организмы не могут образовывать органические молекулы), автотрофное (организмы могут образовывать органические вещества).

Автотрофное (растения), гетеротрофное (животные).

Рибосомы

Присутствуют, мелкие.

Присутствуют, более крупные.

Клеточная стенка

Есть

Есть только у растительной клетки.

Цитоплазма

Есть

Есть

Строение прокариотической и эукариотической клеток представлено в виде схем на рисунке. Подписи помогают иметь наглядное представление о разнице в строении клеток.

Теги

Adblock
detector