Razlika između mikrobiologije prokariota i eukariota. Razlike između eukariota i prokariota

1. Prokarioti nemaju membrane koje ograničavaju organele bakterijske stanice (jezgru, mitohondrije, ribosome) od citoplazme. Od membrana postoji samo citoplazmatska membrana.

2. Prokariotska jezgra (nukleoid) ima fibrilnu strukturu, nuklearna ovojnica je odsutna.

3. Prokarioti nemaju mitohondrije, kloroplaste i CG. EPS.

4. Redoks fragmenti su lokalizirani u mezosomima (derivatima citoplazmatske membrane)

5. Prokariotima nedostaje mitoza i razmnožavaju se binarnom fisijom.

6. Prokarioti imaju haploidan genom.

7. Ne postoji stanični centar

8. Unutarstanično kretanje citoplazme i ameboidno kretanje netipično je za prokariote.

Specifičnosti M/O

1. Mala veličina, težina, volumen i relativna jednostavnost strukture.

2. Izuzetno visoke stope reprodukcije

3. Širok raspon načina dobivanja energije putem metabolizma, širok raspon krajnjih produkata metabolizma.

4. Sposobnost biorazgradnje gotovo svih prirodnih i umjetnih tvari.

5. Izuzetno visok stupanj prilagodbe kao rezultat visokih stopa varijabilnosti.

6. Masovna populacija i rasprostranjenost.

6. Građa i funkcije površinskih tvorevina bakterijske stanice. Kapsula. Metode detekcije.

Bakterijska stanica okružena je vanjskom membranom (slika 3.2), koja se sastoji od kapsule, membrane slične kapsuli i stanične stijenke. Sposobnost stanice da percipira anilinske boje (tinktorska svojstva) ovisi o njihovom sastavu. Ovisno o težini, kapsule se dijele na mikro- i makrokapsule. Prvi se otkrivaju samo tijekom elektronskog mikroskopskog pregleda u obliku mikrofibrila mukopolisaharida, koji su usko uz staničnu stijenku. Makrokapsule su izraženi sluzavi sloj koji prekriva vanjsku stranu stanične stijenke. Sastoji se od polisaharida i rijetko polipeptida (npr. kod bakterija antraksa). U pravilu, makrokapsulu formira nekoliko vrsta patogenih bakterija (mococcus panj i dr.) u nepovoljnim uvjetima okoline, na primjer, u tijelu životinja ili ljudi. Međutim, kod nekih vrsta (Klebsiella pneumoniae) makrokapsula se stalno nalazi.

Ovojnica slična kapsuli je lipidno-polisaharidna tvorevina koja je relativno labavo povezana s površinom stanice, zbog čega se, za razliku od kapsule, može ispuštati u okoliš.

Čahura ili ovojnica slična kapsuli može biti obložena egzopolisaharidima, koji nastaju iz ugljikohidrata iz okoliša pod djelovanjem bakterijskih enzima. U isto vrijeme, glukani i levani osiguravaju prianjanje bakterija na različite površine, često glatke.

Kapsula ima različite funkcije:

1. Zaštitna, štiti stanicu od nepovoljnih uvjeta okoline,

2. ljepilo, koje potiče "lijepljenje" na površinu (spremnike) stanice domaćina.

3. Često patogena i antigena svojstva. Nepatogene bakterije također mogu formirati makrokapsulu, koja očito ima samo zaštitnu funkciju.

7. Građa i funkcije stanične stijenke gram-pozitivnih i gram-negativnih bakterija. Oblici bakterija s defektima stanične stijenke.

Stanična stijenka (CS) - bioheteropolimer složenog kemijskog sastava koji prekriva cijelu površinu prokariotske stanice.

Osnova stanične stijenke je peptidoglikan, koji osigurava krutost i elastičnost CS-a. Struktura peptidoglikana su paralelni polisaharidni (glikanski) lanci koji se sastoje od izmjeničnih jedinica [\"-acetil-lnjozamin I N-acetilmuramska kiselina Tripeptid je kovalentno vezan za svaki ostatak N-acetidmuramske kiseline

Razlike između Gram+ i Gram- bakterija.

Funkcije KS:

1. Daje stanici određeni oblik.

2. Štiti od utjecaja okoline

3. Nosi razne receptore na površini za koje se vežu neki fagi, kolišini i kemijski spojevi.

4. Kroz CS hranjive tvari ulaze u stanicu i oslobađaju se produkti metabolizma

5. Ograničava visoki intracelularni osmotski tlak.

CS gram-bact. Predstavljena je troslojnom vanjskom membranom (peptidoglikan + lipopolisaharid + lipoproteini). Neki proteini (norini), prodirući u vanjsku membranu, formiraju pore kroz koje prolaze hidrofilne tvari niske molekularne težine.

Peptidoglikan je meta za djelovanje nekih antibiotika (penicilin) i enzima (lizozim). Penicilin remeti stvaranje tetrapeptidnih veza, lizozim uništava glikozidne veze između muramske kiseline i acetilglukozamina.

Kada penicilin djeluje na rastući spremnik. formira se kultura oblici bez ljuske bakterije:

1 Protoplasti su potpuno lišeni CS.

2. Sferoplasti – djelomično bez CS

I protoplasti i sferoplasti podliježu plazmolizi u izotoničnom okruženju, ali u okruženju pšenice pokazuju slabu metaboličku aktivnost! izgubiti sposobnost reprodukcije.

3.L-oblici - potpuno ili djelomično lišeni CS-a, zadržavaju sposobnost reprodukcije.

a) stabilan - sposoban za vraćanje u izvorni oblik.

b) nestabilan – nije sposoban za reverziju

8. Citopazmatske strukture bakterija, funkcije, metode detekcije. Mikrobi otporni na kiseline. Metoda bojanja.

Bičevi. Bičevi se nalaze na površini određenog broja bakterijskih stanica (slika 3.5). Sadrže protein flagelin koji po svojoj strukturi pripada kontraktilnim proteinima tipa miozina. Flagele su pričvršćene na bazalno tijelo koje se sastoji od sustava nekoliko diskova ugrađenih u citoplazmatsku membranu i CS. Broj i položaj flagela razlikuje se među različitim bakterijama.

Monotrichi imaju samo jedan flagelum na jednom od polova stanice,

lophotrichy - snop flagela,

amfitrične - flagele se nalaze na oba pola stanice,

peritrihous - Po cijeloj površini.

Flagele imaju antigenska svojstva.

Pio- tanke šuplje niti proteinske prirode, duljine 0,3-10 mikrona, debljine 10 nm, prekrivaju površinu bakterijskih stanica. Za razliku od flagela, oni nemaju lokomotornu funkciju. Prema funkcionalnoj namjeni dijele se na nekoliko vrsta.

Popio 1 opću vrstu uzrokuju pričvršćivanje ili prianjanje bakterija na određene stanice tijela domaćina. Njihov broj je velik - od nekoliko stotina do nekoliko tisuća po bakterijskoj stanici. Adhezija je početna faza svakog infektivnog procesa.

Pio 2 vrste(sinonim: konjugativni ili spolni, pio - sex pili) sudjeluju u konjugaciji bakterija, čime se osigurava prijenos dijela genetskog materijala iz stanice donora u stanicu primatelja. Dostupni su samo u bakterijama donorima u ograničenim količinama (1-4 po stanici).

Citoplazmatska membrana (CM) je vitalna strukturna komponenta bakterijske stanice. Ograničava protoplast, koji se nalazi neposredno ispod stanične stijenke. Kemijski, CM je lipoprotein koji se sastoji od 15-30% lipida i 50-70% proteina. Osim toga, sadrži oko 2-5% ugljikohidrata i malu količinu RNA. Membranski lipidi sastoje se uglavnom od neutralnih lipida i fosfolipida. Neke bakterije sadrže glikolipide, a mikoplazme sterole.

Lipidni sastav membrana je kvalitativno i kvantitativno promjenjiv. Za istu vrstu bakterija varira ovisno o uvjetima uzgoja na hranjivoj podlozi i starosti kulture. Različite vrste bakterija međusobno se razlikuju po lipidnom sastavu svojih membrana.

Membranske proteine dijelimo na strukturne i funkcionalne. Potonji uključuju enzime uključene u biosintezu različitih komponenti CM-a, koja se javlja na površini CM-a, kao i redoks enzime, permeaze itd.

CM je složeno organizirana struktura koja se sastoji od tri sloja, koji se otkrivaju elektronskim mikroskopom. Dvostruki fosfolipidni sloj prožet je globulinima koji osiguravaju transport tvari u bakterijsku stanicu.

CM obavljaju vitalne funkcije,čije kršenje dovodi do smrti bakterijske stanice. To prije svega uključuje regulaciju ulaska metabolita i iona u stanicu, sudjelovanje

u metabolizmu, replikaciji DNA, te kod brojnih bakterija u sporulaciji itd.

Mezosomi su derivati CM. Imaju različitu strukturu kod različitih bakterija, nalaze se u različitim dijelovima stanice bilo u obliku koncentričnih membrana, ili mjehurića, cjevčica, ili u obliku petlje, karakteristične uglavnom za gram-negativne bakterije. Mezosomi su povezani s nukleoidom. Uključeni su u diobu stanica i sporulaciju.

Citoplazma kod prokariota, kao i kod eukariota, složen je koloidni sustav koji se sastoji od vode (oko 75%), mineralnih spojeva, proteina, RNA i DNA, koji su dio nukleoidnih organela, ribosoma, mezosoma i inkluzija.

Nukleoid je ekvivalentna jezgri eukariota, iako se od nje razlikuje po svojoj strukturi i kemijskom sastavu. Nedostaje mu nuklearna membrana, ne sadrži kromosome i ne dijeli se mitozom. Nukleoid ne sadrži glavne proteine - histone. Jedina iznimka su neke bakterije. Sadrži dvolančanu molekulu DNK, kao i male količine RNK i proteina. Molekula DNA molekulske mase (2-3) x 10 9 je zatvorena prstenasta struktura u kojoj su kodirane sve nasljedne informacije stanice, tj. stanični genom. Po analogiji s eukariotskim kromosomima, bakterijska DNA često se naziva kromosomom. Treba imati na umu da je u stanici predstavljen u jednini, budući da su bakterije haploidne. Međutim, prije diobe stanice broj nukleoida se udvostruči, a tijekom diobe naraste na 4 ili više.

Uz nukleoid, citoplazma može sadržavati autonomne kružne dvolančane molekule DNA manje molekulske mase, koje se nazivaju plazmidi. Oni također kodiraju nasljedne informacije. Međutim, nije vitalan za bakterijsku stanicu.

Ribosomi kod bakterija su ribonukleoproteinske čestice veličine 20 nm koje se sastoje od dvije podjedinice 30S i 50S. Prije nego što počne sinteza proteina, ove podjedinice se spajaju u jednu - 70S. Za razliku od eukariotskih stanica, bakterijski ribosomi nisu ujedinjeni u endoplazmatski retikulum. Bakterijski ribosomi, koji su sustavi stanica koji sintetiziraju proteine, mogu postati "meta" za djelovanje mnogih antibiotika.

Uključivanja su metabolički produkti pro- i euka-riotskih mikroorganizama, koji se nalaze u njihovoj citoplazmi i koriste se kao rezervne hranjive tvari. Tu spadaju uključci glikogena, škroba, sumpora, polifosfata (volutin) itd. Kod nekih bakterija, kao što je bacil difterije, uključci volutina imaju diferencijalno dijagnostičku vrijednost. Imaju sposobnost metakromazije (obojene u drugu boju od boje boje).

Najvažnija, temeljna značajka eukariotskih stanica povezana je s mjestom genetskog aparata u stanici. Genetski aparat svih eukariota nalazi se u jezgri i zaštićen je jezgrinim omotačem. DNA eukariota je linearna (kod prokariota DNA je kružna i nalazi se u posebnom području stanice – nukleoidu koji nije odvojen membranom od ostatka citoplazme). Povezan je s histonskim proteinima i drugim kromosomskim proteinima koje bakterije nemaju.

U životnom ciklusu eukariota obično postoje dvije nuklearne faze (haplofaza i diplofaza). Prvu fazu karakterizira haploidni (jednostruki) set kromosoma, zatim, spajanjem, dvije haploidne stanice (ili dvije jezgre) formiraju diploidnu stanicu (jezgru) koja sadrži dvostruki (diploidni) set kromosoma. Ponekad tijekom sljedeće diobe, a češće nakon nekoliko dioba, stanica opet postaje haploidna. Takav životni ciklus i, općenito, diploidnost nisu tipični za prokariote.

Treća razlika je prisutnost u eukariotskim stanicama posebnih organela koji imaju vlastiti genetski aparat, razmnožavaju se diobom i okruženi su membranom. Te organele su mitohondriji i plastidi. Po svojoj građi i životnoj aktivnosti nevjerojatno su slični prokariotima koje karakterizira mali broj organela, a nijedna od njih nije obavijena dvostrukom membranom.

Druga važna razlika između prokariota i eukariota je prisutnost endocitoze u eukariota, uključujući fagocitozu u mnogim skupinama. Fagocitoza je sposobnost eukariotskih stanica da uhvate, zatvore u membranske vezikule i probave široku paletu čvrstih čestica. Veličine prokariotskih stanica su nesrazmjerno manje, pa su u procesu evolucijskog razvoja eukarioti imali problem opskrbe tijela velikom količinom hrane. Kao rezultat toga, među eukariotima se pojavljuju prvi pravi pokretni grabežljivci.

Većina bakterija ima staničnu stijenku koja se razlikuje od eukariotskih. Struktura mureina je takva da je svaka stanica okružena posebnom mrežastom vrećicom, koja je jedna ogromna molekula. Među eukariotima, mnogi protisti, gljive i biljke imaju staničnu stijenku. Kod gljiva se sastoji od hitina i glukana, kod nižih biljaka sastoji se od celuloze i glikoproteina, dijatomeje sintetiziraju staničnu stijenku od silicijeve kiseline, kod viših biljaka sastoji se od celuloze, hemiceluloze i pektina. Očigledno je za veće eukariotske stanice postalo nemoguće stvoriti staničnu stijenku visoke čvrstoće iz jedne molekule. Ova bi okolnost mogla natjerati eukariote da koriste drugačiji materijal za staničnu stijenku. Drugo objašnjenje je da je zajednički predak eukariota prelaskom u predatorstvo izgubio staničnu stijenku, a potom su izgubljeni i geni odgovorni za sintezu mureina. Kad su se neki eukarioti vratili na osmotrofnu prehranu, ponovno se pojavila stanična stijenka, ali na drugačijoj biokemijskoj osnovi.

Metabolizam bakterija također je raznolik. Općenito, postoje četiri vrste prehrane, a sve se nalaze među bakterijama. To su fotoautotrofi, fotoheterotrofi, kemoautotrofi, kemoheterotrofi. Eukarioti ili sami sintetiziraju energiju iz sunčeve svjetlosti ili koriste gotovu energiju tog podrijetla. To može biti posljedica pojave predatora među eukariotima, za koje je nestala potreba za sintezom energije.

Druga razlika je struktura flagela. Kod bakterija, flagele su šuplje niti promjera 15-20 nm napravljene od proteina flagellina. Građa eukariotskih flagela mnogo je složenija. Oni su stanična izraslina okružena membranom i sadrže citoskelet (aksonem) od devet pari perifernih mikrotubula i dva mikrotubula u središtu. Za razliku od rotirajućih prokariotskih bičeva, eukariotske bičeve se savijaju ili migolje.

Dvije skupine organizama koje razmatramo, kao što je već spomenuto, vrlo su različite u svojim prosječnim veličinama. Promjer prokariotske stanice je obično 0,5-10 μm, dok je ista brojka za eukariote 10-100 μm. Volumen takve stanice je 1000-10000 puta veći od volumena prokariotske stanice.

Eukariotske stanice sadrže oba veća ribosoma. Prvi prokarioti nastali su u procesu evolucije prije oko 3,5 milijarde godina, iz njih su se prije oko 1,2 milijarde godina razvili eukariotski organizmi.

8.Bakterije- To su jednostanični organizmi biljnog porijekla, ali nemaju klorofil. Pripadaju prokariotima, vidljivi su pod svjetlosnim mikroskopom, veličine im se mjere u mikrometrima. Bakterije rastu na umjetnim hranjivim podlogama i razmnožavaju se binarnom fisijom.

Bakterije se dijele

uzrokovati ljudske bolesti - uzrokovati bolesti ne izazivati zabrinutost -

ka, životinje, biljke pod određenim uvjetima

Morfologija- ovo je oblik, veličina bakterije, položaj stanica u pripravku. Postoje tri morfološka oblika bakterija:

Postoje tri morfološka oblika bakterija:

1) koke 2) štapići 3) uvijeni

1. Cocci: oblik - okrugao

veličina - mala

mjesto u pripremama - 6 sorti:

a) mikrokoke b) diplokoke c) tetrakoke

gonokoke pneumokoke

d) sarcina c) stafilokok e) streptokok

2. U obliku šipke :

· oblik – cilindar

· veličina: duljina: debljina:

Velika - debela

Srednje veličine - tanka

· krajevi štapića su zaobljeni (Escherichia coli)

Izravno (bacil antraksa)

U obliku zadebljanja (bacil difterije)

· raspored – neuredan

U lancu (streptobakterije)

U parovima (diplobakterije)

U obliku rimskih brojeva II, V, X itd.

3. Uvrnuto : oblik – spirala:

1. spirila,

2. kampilobakter

Bakterijska stanica sastoji se od stanične stijenke, citoplazmatske membrane, citoplazme s inkluzijama i jezgrinog aparata koji se naziva nukleoid. Postoje i druge strukture: mezosom, kromatofori, tilakoidi, vakuole, polisaharidne inkluzije, masne kapljice, kapsula (mikrokapsula, sluz), bičevi, pili. Neke bakterije mogu stvarati spore.
Struktura i morfologija bakterija proučava se različitim mikroskopskim metodama: svjetlosnom, faznokontrastnom, interferentnom, tamnopoljskom, fluorescentnom i elektronskom.

Stanične stijenke

Stanična stijenka gram-pozitivnih bakterija sadrži malu količinu polisaharida, lipida i proteina. Glavna komponenta stanične stijenke ovih bakterija je višeslojni peptidoglikan (murein, mukopeptid), koji čini 40-90% mase stanične stijenke. Teihoične kiseline (od grčkog teichos - stijenka) kovalentno su vezane na peptidoglikan stanične stijenke gram-pozitivnih bakterija.
Stanična stijenka Gram-negativnih bakterija uključuje vanjsku membranu vezanu lipoproteinom za temeljni sloj peptidoglikana. Na ultratankim presjecima bakterija vanjska membrana ima izgled valovite troslojne strukture, slične unutarnjoj membrani, koja se naziva citoplazmatska. Glavna komponenta ovih membrana je bimolekularni (dvostruki) sloj lipida. Unutarnji sloj vanjske membrane sastoji se od fosfolipida, a vanjski sloj sadrži lipopolisaharid (LPS). Lipopolisaharid vanjske membrane sastoji se od tri fragmenta: lipid A - konzervativna struktura, gotovo ista u gram-negativnih bakterija; jezgra, ili jezgra, korni dio (lat. core - jezgra), relativno konzervativna struktura oligosaharida (najkonstantniji dio jezgre LPS je ketodeoksioktonska kiselina); visoko varijabilni O-specifični polisaharidni lanac formiran ponavljanjem identičnih oligosaharidnih sekvenci (O-antigen). Matrični proteini vanjske membrane prožimaju je tako da proteinske molekule koje se nazivaju porini oblažu hidrofilne pore kroz koje prolaze voda i male hidrofilne molekule.
Kada je sinteza bakterijske stanične stijenke poremećena pod utjecajem lizozima,
penicilin, zaštitni čimbenici tijela, nastaju stanice modificiranog (često sfernog) oblika: protoplasti - bakterije potpuno lišene stanične stijenke; sferoplasti su bakterije s djelomično očuvanom staničnom stijenkom. Bakterije sfero- ili protoplastnog tipa, koje su pod utjecajem antibiotika ili drugih čimbenika izgubile sposobnost sintetiziranja peptidoglikana i sposobne se razmnožavati, nazivaju se L-oblici.
To su osmotski osjetljive, sferične stanice u obliku tikvice različitih veličina, uključujući i one koje prolaze kroz bakterijske filtre. Neki L-oblici (nestabilni), kada se ukloni faktor koji je doveo do promjena u bakterijama, mogu se preokrenuti, “vratiti” se u izvornu bakterijsku stanicu.
Između vanjske i citoplazmatske membrane nalazi se periplazmatski prostor ili periplazma u kojem se nalaze enzimi (proteaze, lipaze, fosfataze, nukleaze, beta-laktomaze) i komponente transportnih sustava.

Na Zemlji postoje samo dvije vrste organizama: eukarioti i prokarioti. Jako se razlikuju po svojoj građi, podrijetlu i evolucijskom razvoju, o čemu će biti više riječi u nastavku.

U kontaktu s

Znakovi prokariotske stanice

Prokarioti se također nazivaju prenuklearima. Prokariotska stanica nema drugih organela koji imaju membransku membranu (endoplazmatski retikulum, Golgijev kompleks).

Za njih su karakteristični i sljedeći:

bez ljuske i ne stvara veze s proteinima. Informacije se kontinuirano prenose i čitaju.
Svi prokarioti su haploidni organizmi.
Enzimi se nalaze u slobodnom stanju (difuzno).
Imaju sposobnost stvaranja spora u nepovoljnim uvjetima.
Prisutnost plazmida - malih ekstrakromosomskih molekula DNA. Njihova funkcija je prijenos genetskih informacija, povećavajući otpornost na mnoge agresivne čimbenike.
Prisutnost flagela i pili - vanjskih proteinskih formacija potrebnih za kretanje.
Plinske vakuole su šupljine. Zahvaljujući njima, tijelo se može kretati u vodenom stupcu.
Stanična stijenka prokariota (odnosno bakterija) sastoji se od mureina.
Glavne metode dobivanja energije kod prokariota su kemo- i fotosinteza.

To uključuje bakterije i arheje. Primjeri prokariota: spirohete, proteobakterije, cijanobakterije, krenarheoti.

Pažnja! Unatoč činjenici da prokarioti nemaju jezgru, oni imaju njezin ekvivalent - nukleoid (kružna molekula DNA bez ljuski) i slobodnu DNA u obliku plazmida.

Građa prokariotske stanice

Bakterije

Predstavnici ovog kraljevstva među najstarijim su stanovnicima Zemlje i imaju visoku stopu preživljavanja u ekstremnim uvjetima.

Postoje gram-pozitivne i gram-negativne bakterije. Njihova glavna razlika leži u strukturi stanične membrane. Gram-pozitivni imaju deblju ljusku, do 80% se sastoji od mureinske baze, kao i polisaharida i polipeptida. Kada se boje po Gramu, daju ljubičastu boju. Većina ovih bakterija su patogeni. Gram negativci imaju tanju stijenku, koja je od membrane odvojena periplazmatskim prostorom. Međutim, takva školjka ima povećanu snagu i mnogo je otpornija na učinke antitijela.

Bakterije imaju vrlo važnu ulogu u prirodi:

Cijanobakterije (modrozelene alge) pomažu u održavanju potrebne razine kisika u atmosferi. Oni čine više od polovice ukupnog O2 na Zemlji.
Pospješuju razgradnju organskih ostataka, sudjeluju na taj način u ciklusu svih tvari i sudjeluju u formiranju tla.
Fiksatori dušika na korijenu mahunarki.
Oni pročišćavaju vodu od otpada, primjerice, iz metalurške industrije.
Oni su dio mikroflore živih organizama i pomažu u maksimalnoj apsorpciji hranjivih tvari.
Koristi se u prehrambenoj industriji za proizvodnju sireva, svježeg sira i tijesta.

Pažnja! Osim pozitivnog značenja, bakterije imaju i negativnu ulogu. Mnogi od njih uzrokuju smrtonosne bolesti, poput kolere, trbušnog tifusa, sifilisa i tuberkuloze.

Bakterije

Arheje

Prije su bili kombinirani s bakterijama u jedinstveno kraljevstvo Drobyanok. Međutim, s vremenom je postalo jasno da arheje imaju svoj vlastiti individualni put evolucije i da se vrlo razlikuju od drugih mikroorganizama po svom biokemijskom sastavu i metabolizmu. Postoji do 5 vrsta, a najviše su proučavane euryarchaeota i crenarchaeota. Značajke arheja su sljedeće:

većina njih su kemoautotrofi - sintetiziraju organske tvari iz ugljičnog dioksida, šećera, amonijaka, metalnih iona i vodika;
igraju ključnu ulogu u ciklusu dušika i ugljika;
sudjeluju u probavi kod ljudi i mnogih preživača;
imaju stabilniju i izdržljiviju membransku ljusku zbog prisutnosti eterskih veza u glicerol-eter lipidima. To omogućuje arhejama da žive u visoko alkalnim ili kiselim sredinama, kao i na visokim temperaturama;
stanična stijenka, za razliku od bakterija, ne sadrži peptidoglikan i sastoji se od pseudomureina.

Građa eukariota

Eukarioti su nadkraljevstvo organizama čije stanice sadrže jezgru. Osim arhea i bakterija, sva živa bića na Zemlji su eukarioti (npr. biljke, protozoe, životinje). Stanice se mogu jako razlikovati po obliku, strukturi, veličini i funkcijama. Unatoč tome, slični su u osnovama života, metabolizmu, rastu, razvoju, sposobnosti nadražaja i varijabilnosti.

Eukariotske stanice mogu biti stotine ili tisuće puta veće od prokariotskih stanica. Obuhvaćaju jezgru i citoplazmu s brojnim membranskim i nemembranskim organelama. U membranske spadaju: endoplazmatski retikulum, lizosomi, Golgijev kompleks, mitohondrije,. Nemembranski: ribosomi, stanični centar, mikrotubule, mikrofilamenti.

Građa eukariota

Usporedimo eukariotske stanice iz različitih kraljevstava.

Nadkraljevstvo eukariota uključuje sljedeća kraljevstva:

protozoa. Heterotrofi, neki sposobni za fotosintezu (alge). Razmnožavaju se nespolno, spolno i na jednostavan način u dva dijela. Većini nedostaje stanična stijenka;
bilje. Oni su proizvođači, a glavni način dobivanja energije je fotosinteza. Većina biljaka je nepokretna i razmnožava se nespolno, spolno i vegetativno. Stanična stijenka građena je od celuloze;
gljive. Višestanični. Postoje niži i viši. Oni su heterotrofni organizmi i ne mogu se samostalno kretati. Razmnožavaju se nespolno, spolno i vegetativno. Pohranjuju glikogen i imaju jaku staničnu stijenku izgrađenu od hitina;
životinje. Postoji 10 vrsta: spužve, crvi, člankonošci, bodljikaši, hordati i drugi. Oni su heterotrofni organizmi. Sposoban za samostalno kretanje. Glavna tvar za skladištenje je glikogen. Stanična stijenka se kao i kod gljiva sastoji od hitina. Glavni način razmnožavanja je spolni.

Tablica: Usporedna svojstva biljne i životinjske stanice

Struktura	biljna stanica	životinjska stanica
Stanične stijenke	Celuloza	Sastoji se od glikokaliksa - tankog sloja proteina, ugljikohidrata i lipida.
Lokacija jezgre	Smješten bliže zidu	Smješten u središnjem dijelu
Stanično središte	Isključivo u nižim algama	Predstaviti
Vakuole	Sadrži stanični sok	Kontraktilni i probavni.
Rezervna tvar	Škrob	Glikogen
Plastidi	Tri vrste: kloroplasti, kromoplasti, leukoplasti	Nijedan
Prehrana	Autotrofni	Heterotrofni

Usporedba prokariota i eukariota

Strukturne značajke prokariotskih i eukariotskih stanica su značajne, ali jedna od glavnih razlika odnosi se na skladištenje genetskog materijala i način dobivanja energije.

Prokarioti i eukarioti fotosintetiziraju drugačije. U prokariota se ovaj proces odvija na membranskim izraštajima (kromatoforima), raspoređenim u zasebne hrpe. Bakterije nemaju fotosustav fluora pa ne proizvode kisik, za razliku od modrozelenih algi koje ga proizvode fotolizom. Izvori vodika kod prokariota su sumporovodik, H2, razne organske tvari i voda. Glavni pigmenti su bakterioklorofil (kod bakterija), klorofil i fikobilini (kod cijanobakterija).

Od svih eukariota samo su biljke sposobne za fotosintezu. Imaju posebne tvorevine - kloroplaste, koji sadrže membrane raspoređene u grane ili lamele. Prisutnost fotosustava II omogućuje oslobađanje kisika u atmosferu tijekom procesa fotolize vode. Jedini izvor molekula vodika je voda. Glavni pigment je klorofil, a fikobilini su prisutni samo u crvenim algama.

Glavne razlike i karakteristične značajke prokariota i eukariota prikazane su u donjoj tablici.

Tablica: Sličnosti i razlike između prokariota i eukariota

Usporedba	Prokarioti	Eukarioti
Vrijeme pojavljivanja	Više od 3,5 milijardi godina	Oko 1,2 milijarde godina
Veličine ćelija	Do 10 mikrona	Od 10 do 100 µm
Kapsula	Jesti. Obavlja zaštitnu funkciju. Povezan sa staničnim zidom	Odsutan
plazma membrana	Jesti	Jesti
Stanične stijenke	Sastoji se od pektina ili mureina	Da, osim životinja
Kromosomi	Umjesto toga postoji cirkularna DNK. Translacija i transkripcija odvijaju se u citoplazmi.	Linearne molekule DNA. Translacija se odvija u citoplazmi, a transkripcija u jezgri.
Ribosomi	Mali tip 70S. Smješten u citoplazmi.	Veliki 80S-tip, može se pričvrstiti na endoplazmatski retikulum i nalaziti u plastidima i mitohondrijima.
Organoid okružen membranom	Nijedan. Postoje membranski izdanci – mezosomi	Tu su: mitohondriji, Golgijev kompleks, stanični centar, ER
Citoplazma	Jesti	Jesti
	Nijedan	Jesti
Vakuole	Plin (aerosomi)	Jesti
Kloroplasti	Nijedan. Fotosinteza se odvija u bakterioklorofilima	Prisutan samo u biljkama
Plazmidi	Jesti	Nijedan
Jezgra	Odsutan	Jesti
Mikrofilamenti i mikrotubule.	Nijedan	Jesti
Metode podjele	Konstrikcija, pupanje, konjugacija	Mitoza, mejoza
Interakcija ili kontakti	Nijedan	Plazmodezmi, dezmosomi ili septumi
Vrste prehrane stanica	fotoautotrofni, fotoheterotrofni, kemoautotrofni, kemoheterotrofni	Fototrofna (kod biljaka) endocitoza i fagocitoza (kod drugih)

Razlike između prokariota i eukariota

Sličnosti i razlike između prokariotskih i eukariotskih stanica

Zaključak

Usporedba prokariotskog i eukariotskog organizma prilično je naporan proces koji zahtijeva razmatranje mnogih nijansi. Imaju mnogo zajedničkog jedni s drugima u pogledu strukture, tekućih procesa i svojstava svih živih bića. Razlike leže u funkcijama koje obavljaju, načinima prehrane i unutarnjoj organizaciji. Svi zainteresirani za ovu temu mogu koristiti ove informacije.

10. Vakuola 11. Hijaloplazma 12. Lizosom 13. Centrosom (Centriole)

Eukarioti, ili Nuklearna(lat. Eukariota iz grčkog εύ- - dobro i κάρυον - nucleus) - nadkraljevstvo živih organizama čije stanice sadrže jezgre. Svi organizmi osim bakterija i arheja su nuklearni.

Građa eukariotske stanice

Eukariotske stanice su u prosjeku puno veće od prokariotskih stanica, razlika u volumenu doseže tisuće puta. Eukariotske stanice uključuju desetak tipova različitih struktura poznatih kao organele (ili organele, što, međutim, donekle iskrivljuje izvorno značenje ovog izraza), od kojih su mnoge odvojene od citoplazme jednom ili više membrana. Prokariotske stanice uvijek sadrže staničnu membranu, ribosome (značajno se razlikuju od ribosoma eukariota) i genetski materijal - bakterijski kromosom, odnosno genofor, no rijetke su unutarnje organele okružene membranom. Jezgra je dio stanice, koji je kod eukariota okružen dvostrukom membranom (dvije elementarne membrane) i sadrži genetski materijal: molekule DNA, "upakirane" u kromosome. Obično postoji jedna jezgra, ali postoje i višejezgrene stanice.

Podjela na kraljevstva

Postoji nekoliko opcija za podjelu eukariotskog superkraljevstva na kraljevstva. Prvo su se razlikovala biljna i životinjska carstva. Tada je identificirano carstvo gljiva, koje se zbog svojih biokemijskih karakteristika, prema većini biologa, ne može svrstati u jedno od tih carstava. Također, neki autori razlikuju carstva protozoa, myxomycetes i chromists. Neki sustavi imaju do 20 kraljevstava.

Razlike između eukariota i prokariota

Najvažnija, temeljna značajka eukariotskih stanica povezana je s mjestom genetskog aparata u stanici. Genetski aparat svih eukariota nalazi se u jezgri i zaštićen je jezgrinim omotačem (na grčkom "eukarioti" znači imati jezgru). Eukariotska DNA je linearna (kod prokariota DNA je kružna i slobodno pluta u citoplazmi). Povezan je s histonskim proteinima i drugim kromosomskim proteinima koje bakterije nemaju. U životnom ciklusu eukariota obično postoje dvije nuklearne faze (haplofaza i diplofaza). Prvu fazu karakterizira haploidni (jednostruki) set kromosoma, zatim, spajanjem, dvije haploidne stanice (ili dvije jezgre) formiraju diploidnu stanicu (jezgru) koja sadrži dvostruki (diploidni) set kromosoma. Nakon nekoliko dioba stanica ponovno postaje haploidna. Takav životni ciklus i, općenito, diploidnost nisu tipični za prokariote.

Treća, možda najzanimljivija razlika, prisutnost je u eukariotskim stanicama posebnih organela koji imaju vlastiti genetski aparat, razmnožavaju se diobom i obavijeni su membranom. Te organele su mitohondriji i plastidi. Po svojoj građi i životnoj aktivnosti nevjerojatno su slični bakterijama. Ova je okolnost potaknula suvremene znanstvenike da vjeruju da su takvi organizmi potomci bakterija koje su ušle u simbiotski odnos s eukariotima. Prokariote karakterizira mali broj organela, a niti jedna nije obavijena dvostrukom membranom. Prokariotske stanice nemaju endoplazmatski retikulum, Golgijev aparat ili lizosome. Jednako je važno, kada se opisuju razlike između prokariota i eukariota, govoriti o takvom fenomenu u eukariotskim stanicama kao što je fagocitoza. Fagocitoza (doslovno "jedenje") odnosi se na sposobnost eukariotskih stanica da uhvate i probave široku paletu čvrstih čestica. Ovaj proces osigurava važnu zaštitnu funkciju u tijelu. Prvi ga je otkrio I.I. Mečnikov kod morske zvijezde. Pojava fagocitoze u eukariota najvjerojatnije je povezana s prosječnom veličinom (više o razlikama u veličini napisano je u nastavku). Veličine prokariotskih stanica su nesrazmjerno manje i stoga su se u procesu evolucijskog razvoja eukarioti suočili s problemom opskrbe tijela velikim količinama hrane, zbog čega su se u skupini eukariota pojavili prvi grabežljivci. Većina bakterija ima staničnu stijenku koja se razlikuje od eukariotske (nemaju je svi eukarioti). Kod prokariota, to je trajna struktura koja se uglavnom sastoji od mureina. Struktura mureina je takva da je svaka stanica okružena posebnom mrežastom vrećicom, koja je jedna ogromna molekula. Među eukariotima, gljive i biljke imaju stanične stijenke. Kod gljiva se sastoji od hitina i glukana, kod nižih biljaka od celuloze i glikoproteina, kod dijatomeja one sintetiziraju staničnu stijenku od silicijeve kiseline, kod viših biljaka od celuloze, hemiceluloze i pektina. Očito je za veće eukariotske stanice postalo nemoguće stvoriti staničnu stijenku visoke čvrstoće iz jedne molekule. Ova bi okolnost mogla natjerati eukariote da koriste drugačiji materijal za staničnu stijenku. Metabolizam bakterija također je raznolik. Općenito, postoje četiri vrste prehrane, a sve se nalaze među bakterijama. To su fotoautotrofi, fotoheterotrofi, kemoautotrofi, kemoheterotrofi (fototrofi koriste energiju sunčeve svjetlosti, kemotrofi koriste kemijsku energiju). Eukarioti ili sami sintetiziraju energiju iz sunčeve svjetlosti ili koriste gotovu energiju tog podrijetla. To može biti posljedica pojave predatora među eukariotima, za koje je nestala potreba za sintezom energije.

Druga razlika je struktura flagela. Kod bakterija su tanki - samo 15-20 nm u promjeru. To su šuplji filamenti napravljeni od proteina flagelina. Građa eukariotskih flagela mnogo je složenija. Oni su stanična izraslina okružena membranom i sadrže citoskelet (aksonem) od devet pari perifernih mikrotubula i dva mikrotubula u središtu. Za razliku od rotirajućih prokariotskih bičeva, eukariotske bičeve se savijaju ili migolje. Dvije skupine organizama koje razmatramo, kao što je već spomenuto, vrlo su različite u svojim prosječnim veličinama. Promjer prokariotske stanice obično je 0,5-10 mikrona, dok je ista brojka za eukariote 10-100 mikrona. Volumen takve stanice je 1000-10000 puta veći od volumena prokariotske stanice. Prokarioti imaju male ribosome (tip 70S). Eukarioti imaju veće ribosome (tip 80S).

Očito se razlikuje i vrijeme nastanka ovih skupina. Prvi prokarioti nastali su u procesu evolucije prije oko 3,5 milijarde godina, iz njih su se prije oko 1,2 milijarde godina razvili eukariotski organizmi.

Svi živi organizmi dijele se na pretstanične i stanične. U pretstanične spadaju virusi i fagi. Druga skupina, stanična, dijeli se na prokariote i eukariote, koji su prenuklearni i jezgri organizmi.

Prokarioti

Prve stanice, prokarioti, nastale su na Zemlji prije više od 3 milijarde godina. To je bio najveći skok u razvoju života. Prokarioti su bakterije. Njihova struktura je relativno jednostavna. Njihova nasljedna informacija, DNK, nalazi se u primitivnom, prstenastom kromosomu koji sadrži malo proteina. Nalazi se u posebnom dijelu citoplazme, nukleoidu, koji nije odvojen membranom od ostatka stanice. Glavna razlika između prokariota i eukariota je u tome što u stanicama prvog tipa nema prave jezgre.

Citoplazma prenuklearnih stanica ima mnogo manje staničnih struktura. Od njih su poznati ribosomi koji su manji u usporedbi s ribosomima eukarioidnih stanica. Uloga mitohondrija u prokariota pripada jednostavnim membranskim strukturama. Nedostaje im i kloroplast. Prokarioti imaju plazma membranu, preko koje je stanična stijenka. Razlikuju se od eukariota po tome što su mnogo manji. U nekim slučajevima prokarioti mogu sadržavati takozvane plazmide - male, prstenaste,

Eukarioti

Sve stanice s jezgrom razlikuju se po svom općem strukturnom planu i zajedničkom podrijetlu. Nastale su iz prenuklearnih stanica prije 1,2 milijarde godina. Njihova struktura je mnogo složenija. I prokarioti i eukarioti imaju staničnu membranu. Ali inače, njihove strukturne i biokemijske značajke razlikuju se na mnogo načina. Najvažnija razlika je u tome što stanice s jezgrom imaju pravu jezgru u kojoj su pohranjene njihove genetske informacije.

Jezgra je od citoplazme odvojena posebnom membranom koja se sastoji od vanjskog i unutarnjeg sloja. Slična je plazma membrani, ali sadrži pore. Zahvaljujući njima dolazi do razmjene između citoplazme i jezgre. Genom stanice sastoji se od cijelog niza kromosoma, po čemu se prokarioti i eukarioti međusobno razlikuju. DNA u eukariotskim kromosomima povezana je s histonskim proteinima.

Postoje jezgrice u kojima se stvaraju ribosomi. Bezstrukturna masa, karioplazma, okružuje kromosome i jezgrice. Svaka vrsta životinja i biljaka ima svoj strogo definiran skup kromosoma. Kada se stanice dijele, one se udvostruče i zatim se distribuiraju stanicama kćerima

Ako uzmemo u obzir prokariote i eukariote, njihove razlike vidljive su iu citoplazmi stanica.

Biljne stanice karakteriziraju prisutnost velike središnje vakuole i plastida. može pomaknuti jezgru na periferiju stanice. Hranjivi rezervni ugljikohidrat biljne stanice je škrob. Biljne stanice izvana su prekrivene celulozom. U staničnom središtu nema centriola, što se može vidjeti samo kod algi.

Životinjske stanice nemaju središnju vakuolu, plastide ili gustu staničnu membranu. U središtu stanice nalazi se centriol. Rezervni ugljikohidrat u životinjskim stanicama je glikogen.

Gljivične stanice nemaju uvijek centriol. Stanična stijenka sastoji se od hitina, u citoplazmi nema plastida, ali se u središtu stanice nalazi središnja vakuola. Njihova rezerva ugljikohidrata također je glikogen.

Citoplazma eukariota sadrži mitohondrije, lizosome, endoplazmatski retikulum i organele kretanja. Njihovi ribosomi mnogo su veći od ribosoma prokariota. Citoplazma stanice podijeljena je u zasebne odjeljke, pomoću posebnih membrana koje se sastoje od lipida. Svaki od njih ima svoje vlastite biokemijske procese. To se gotovo nikad ne nalazi kod prokariota.

Općenito, prokarioti i eukarioti izražavaju zakone evolucije, koju karakterizira kretanje od jednostavnijih oblika prema složenijima.

Međutim, prenuklearne stanice karakteriziraju veća plastičnost i raznolikost metaboličkih procesa. Mnoge bakterije mogu dobiti energiju iz svjetlosti ili kemijskih reakcija i egzistiraju u okruženju bez kisika (anaerobne bakterije). Zahvaljujući tome, uklapaju se u sliku modernog svijeta.